How to Systematically Improve Servo Motor Noise Immunity

서보 운동 소음 면역을 체계적으로 개선하는 방법

2025-09-08 11:44:18

 

기계적 부드러움을 확인하십시오 : 서보 혼, 연결 및 기타 역학이 바인딩 포인트없이 자유롭게 움직이는 지 확인하십시오. 과도한 마찰은 서보 하중을 크게 증가시킵니다.

3. 소프트웨어 수준 소음 면역 측정 (보충 개선)

하드웨어 측정이 마련되면 소프트웨어는 견고성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

1. 데드 존을 구현하십시오

제어 프로그램에서 대상 각도에 대한 작은 죽은 구역을 구현하십시오. 예를 들어, 대상 각도의 변화가 ± 2 °를 초과하는 경우에만 새 PWM 명령 만 보내십시오. 이것은 사소한 신호 변동으로 인한 고주파 지터를 방지합니다.
2. 소프트웨어 필터링 알고리즘
중간 평균 필터링 : 제어 신호의 여러 연속 샘플을 사용하여 최고 및 가장 낮은 값을 버리고 나머지 값의 평균을 출력으로 사용하십시오. 이것은 펄스 간섭을 효과적으로 억제합니다.
1 차 저역 통과 필터 : 제어 명령을 부드럽게합니다. `output = (α * prevery_output) + ((1 -α) * current_input)`, 여기서 α는 스무딩 계수 (0과 1)입니다. 이로 인해 서보 운동이 부드럽고 갑자기 변화로 인한 바보가 줄어 듭니다.
3. 예외 모니터링 및 보호
하드웨어가이를 지원하는 경우 (예 : 현재 감지) 프로그램은 서보 전류 또는 스톨 조건을 모니터링 할 수 있습니다. 전류가 비정상적으로 설정 임계 값을 초과하는 경우 즉시 출력 신호를 중지하고 소진을 방지하기 위해 보호 상태로 들어갑니다.
4. 요약 및 실제 점검 목록
소음 면역을 개선하면 "하드웨어 우선, 소프트웨어 초"의 원리를 따라야합니다. 이 체크리스트를 사용하여 시스템을 검토하고 최적화 할 수 있습니다.
1. [] 전원 공급 장치 확인 : 멀티 미터를 사용하여 작동하는 동안 서보 터미널의 전압을 측정하십시오. 정격 범위 (예 : 4.8V-6.0V) 내에 안정되어 있는지 확인하십시오. 변동이 크면 전원 공급 장치를 강화하십시오.
2. [] 커패시터 추가 : 100μF 전해 커패시터와 각 서보의 파워 핀 (커넥터에 가깝게)을 가로 질러 직접 0.1μF 세라믹 커패시터를 납땜하십시오.

3. [] 배선 관리 : 모터 및 전원 와이어에서 별도의 신호 와이어.

4. [] 접지 점검 : 접지 연결이 신뢰할 수 있는지 확인하십시오. 스타 접지 체계를 구현해보십시오.

5. [] 필터 신호 : 신호 라인에 간단한 RC 필터를 추가하여 실험하십시오.
6. [] 소프트웨어 최적화 : 코드에 데드 존 및 소프트웨어 필터링 알고리즘을 추가하십시오.
7. [] 궁극적 인 솔루션 : 간섭이 심한 경우 광선 분리기 모듈을 사용하거나 서보에 전용 배터리를 제공하는 것을 고려하십시오.
이러한 체계적인 조치를 구현함으로써 서보 시스템의 노이즈 면역 및 전반적인 안정성을 크게 향상시켜 로봇 또는 프로젝트가 정밀도와 신뢰성을 높이면서 작동하도록합니다.
또한 고주파 소음을 필터링하기 위해 0.1μf ~ 1μF 세라믹 커패시터를 병렬로 납땜하십시오.
프로 팁 : 커패시터가 서보의 전원 커넥터에 가까울수록 더 잘 작동합니다.
RC 필터 회로 사용 : 서보 전력 입력과 직렬로 저가 저항 (예 : 1Ω)을 직렬로 배치 한 다음 큰 커패시터를 접지하여 저역 통과 필터를 형성하여 전압을 더욱 부드럽게하십시오.

2. 신호 분리 및 보호
신호 와이어를 전원 와이어에서 멀리 유지하십시오 : 배선 중에 PWM 신호 와이어가 모터 드라이브 와이어 및 전원 케이블과 분리되어 있는지 확인하십시오. 평행하게 실행하지 마십시오. 그들이 교차해야한다면, 90도 각도로 그렇게하십시오.
차폐 또는 트위스트 쌍 전선 사용 : 신호 라인의 경우 꼰 실드와 와이어를 사용하여 방패를 접지에 연결하여 외부 EMI를 효과적으로 저항하십시오. 꼬인 쌍 전선은 또한 공통 모드 간섭을 억제하는 데 도움이 될 수 있습니다.
신호 필터 회로 추가 : 작은 저항 (예 : 100Ω)을 신호 라인과 직렬로 배치 한 다음 신호 라인에서 접지로 커패시터 (예를 들어, 0.1μf)를 배치하여 신호 글리치를 제거하는 저역 통과 필터를 만듭니다.
광선 분리기 사용 : 이것은 최고의 솔루션입니다. 컨트롤러와 서보 사이에 광고 분리기 모듈을 배치하면 전기 연결이 완전히 파괴되어지면 노이즈 및 전원 공급 장치 간섭이 신호 라인을 통해 컨트롤러로 전파되는 것을 방지합니다. 비용이 추가되지만 매우 효과적입니다.

3. 접지 (GND) 최적화
접지 연결이 견고하고 낮은 임피던스인지 확인하십시오. 지상 연결에 충분히 두꺼운 와이어를 사용하십시오. "지상 루프"생성을 피하기 위해 모든 접지 (전원 접지, 컨트롤러 접지, 방패 접지)가 공통 기준점을 올바르게 공유해야합니다.
출연 체계를 사용하십시오 : 데이지 체인지 대신 모든 장치의 지상 와이어를 전원 공급 장치 접지의 단일 중앙 지점에 연결하십시오. 이는 장치 간의 근거 잠재적 차이를 방지합니다.

4. 기계적 고려 사항 및 선택
올바른 서보를 선택하십시오 : 의도 한 하중에 대한 충분한 토크와 속도 마진이있는 서보를 선택하십시오. 열과 전류 추첨이 증가하므로 한계에서 서보를 지속적으로 실행하지 마십시오.











 

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