मोशन कंट्रोल सिस्टम के एंटी-इंटरफेरेंस विश्लेषण के बारे में आपको कितना पता है?

कुछ स्वचालन उपकरणों के मूल भाग के रूप में, गति नियंत्रण प्रणाली की विश्वसनीयता और स्थिरता सीधे उपकरण के प्रदर्शन को प्रभावित करती है, और इसकी विश्वसनीयता और स्थिरता को प्रभावित करने वाले मुख्य कारकों में से एक हस्तक्षेप-रोधी समस्या है। इसलिए, हस्तक्षेप की समस्या को प्रभावी ढंग से कैसे हल किया जाए, यह गति नियंत्रण प्रणाली के डिजाइन में एक ऐसा मुद्दा है जिसे अनदेखा नहीं किया जा सकता है।

1. व्यतिकरण घटना

इस एप्लिकेशन में, अक्सर निम्नलिखित मुख्य हस्तक्षेप संबंधी घटनाएं सामने आती हैं:
1. जब नियंत्रण प्रणाली कोई आदेश जारी नहीं करती है, तो मोटर अनियमित रूप से घूमती है।
2. जब सर्वो मोटर चलना बंद कर देती है और मोशन कंट्रोलर मोटर की स्थिति को पढ़ता है, तो मोटर के अंत में लगे फोटोइलेक्ट्रिक एनकोडर द्वारा वापस भेजा गया मान अनियमित रूप से बदलता रहता है।
3. जब सर्वो मोटर चल रही होती है, तो एनकोडर द्वारा पढ़ा गया मान जारी किए गए कमांड के मान से मेल नहीं खाता है, और त्रुटि मान यादृच्छिक और अनियमित होता है।
4. जब सर्वो मोटर चल रही होती है, तो रीड एनकोडर मान और जारी किए गए कमांड मान के बीच का अंतर एक स्थिर मान होता है या समय-समय पर बदलता रहता है।
5. एसी सर्वो सिस्टम के साथ समान बिजली आपूर्ति साझा करने वाले उपकरण (जैसे डिस्प्ले आदि) ठीक से काम नहीं करते हैं।

2. हस्तक्षेप स्रोत विश्लेषण

गति नियंत्रण प्रणाली में प्रवेश करने में बाधा डालने वाले दो मुख्य प्रकार के चैनल हैं:

1. सिग्नल संचरण चैनल में हस्तक्षेप, हस्तक्षेप सिस्टम से जुड़े सिग्नल इनपुट चैनल और आउटपुट चैनल के माध्यम से प्रवेश करता है;
2. बिजली आपूर्ति प्रणाली में व्यवधान।

सिग्नल ट्रांसमिशन चैनल वह माध्यम है जिसके द्वारा नियंत्रण प्रणाली या ड्राइवर फीडबैक सिग्नल प्राप्त करता है और नियंत्रण सिग्नल भेजता है। चूंकि पल्स तरंग ट्रांसमिशन लाइन पर विलंबित और विकृत हो जाती है, क्षीणन और चैनल हस्तक्षेप के कारण, ट्रांसमिशन प्रक्रिया में दीर्घकालिक हस्तक्षेप मुख्य कारक है।

किसी भी विद्युत आपूर्ति और संचरण लाइनों में आंतरिक प्रतिरोध होते हैं। इन्हीं आंतरिक प्रतिरोधों के कारण विद्युत आपूर्ति में शोर का व्यवधान उत्पन्न होता है। यदि आंतरिक प्रतिरोध न हो, तो शॉर्ट-सर्किट के कारण विद्युत आपूर्ति किसी भी प्रकार के शोर को अवशोषित कर लेगी और लाइन में कोई व्यवधान उत्पन्न नहीं होगा। एसी सर्वो सिस्टम ड्राइवर स्वयं भी व्यवधान का एक प्रबल स्रोत है, जो विद्युत आपूर्ति के माध्यम से अन्य उपकरणों में भी व्यवधान उत्पन्न कर सकता है।

गति नियंत्रण प्रणाली

तीन, हस्तक्षेप-विरोधी उपाय

1. विद्युत आपूर्ति प्रणाली का हस्तक्षेप-रोधी डिज़ाइन

(1) बिजली आपूर्ति को समूहों में लागू करें, उदाहरण के लिए, उपकरणों के बीच हस्तक्षेप को रोकने के लिए मोटर की ड्राइव शक्ति को नियंत्रण शक्ति से अलग करें।
(2) शोर फिल्टर का उपयोग एसी सर्वो ड्राइव के अन्य उपकरणों में होने वाले हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है। यह उपाय उपरोक्त हस्तक्षेप संबंधी घटनाओं को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है।
(3) आइसोलेशन ट्रांसफार्मर को अपनाया गया है। यह मानते हुए कि उच्च-आवृत्ति शोर ट्रांसफार्मर से मुख्य रूप से प्राथमिक और द्वितीयक कॉइल के पारस्परिक प्रेरकत्व युग्मन द्वारा नहीं, बल्कि प्राथमिक और द्वितीयक परजीवी धारिताओं के युग्मन द्वारा गुजरता है, आइसोलेशन ट्रांसफार्मर के प्राथमिक और द्वितीयक पक्षों को परिरक्षण परतों द्वारा पृथक किया जाता है ताकि उनकी वितरित धारिता को कम किया जा सके और सामान्य मोड हस्तक्षेप के प्रतिरोध की क्षमता में सुधार किया जा सके।

2. सिग्नल संचरण चैनल का हस्तक्षेप-रोधी डिज़ाइन

(1) फोटोइलेक्ट्रिक कपलिंग आइसोलेशन उपाय
लंबी दूरी के संचरण की प्रक्रिया में, फोटोकपलर का उपयोग नियंत्रण प्रणाली और सर्वो ड्राइव के इनपुट चैनल, आउटपुट चैनल और इनपुट व आउटपुट चैनलों के बीच संबंध को काट सकता है। यदि परिपथ में फोटोइलेक्ट्रिक पृथक्करण का उपयोग नहीं किया जाता है, तो बाहरी स्पाइक हस्तक्षेप संकेत प्रणाली में प्रवेश कर जाएगा या सीधे सर्वो ड्राइव उपकरण में प्रवेश कर जाएगा, जिससे प्रथम हस्तक्षेप की घटना उत्पन्न होगी।
फोटोइलेक्ट्रिक कपलिंग का मुख्य लाभ यह है कि यह स्पाइक्स और विभिन्न प्रकार के शोर हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से दबा सकता है।
अतः, सिग्नल संचरण प्रक्रिया में सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात में काफी सुधार होता है। इसका मुख्य कारण यह है: यद्यपि व्यतिकरण शोर का वोल्टेज आयाम अधिक होता है, इसकी ऊर्जा कम होती है और यह केवल एक दुर्बल धारा उत्पन्न कर सकता है। फोटोकप्लर के इनपुट भाग का प्रकाश उत्सर्जक डायोड वर्तमान स्थिति में कार्य करता है, और सामान्य चालन धारा 10-15mA होती है, इसलिए उच्च आयाम वाले व्यतिकरण को भी दबा दिया जाता है क्योंकि यह पर्याप्त धारा प्रदान नहीं कर सकता।

(2) ट्विस्टेड-पेयर शील्डेड वायर और लॉन्ग-वायर ट्रांसमिशन
संचरण के दौरान विद्युत क्षेत्र, चुंबकीय क्षेत्र और ग्राउंड प्रतिबाधा जैसे हस्तक्षेप कारकों से सिग्नल प्रभावित होगा। ग्राउंडेड शील्डिंग तार का उपयोग विद्युत क्षेत्र के हस्तक्षेप को कम कर सकता है।
कोएक्सियल केबल की तुलना में, ट्विस्टेड-पेयर केबल में आवृत्ति बैंड कम होता है, लेकिन इसमें उच्च तरंग प्रतिबाधा और कॉमन मोड शोर के प्रति मजबूत प्रतिरोध होता है, जो एक दूसरे के विद्युत चुम्बकीय प्रेरण हस्तक्षेप को रद्द कर सकता है।
इसके अतिरिक्त, लंबी दूरी के संचरण की प्रक्रिया में, हस्तक्षेप रोधी प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए आमतौर पर विभेदक सिग्नल संचरण का उपयोग किया जाता है। लंबी दूरी के संचरण के लिए ट्विस्टेड-पेयर शील्डेड तार का उपयोग द्वितीय, तृतीय और चतुर्थ हस्तक्षेप की घटनाओं को प्रभावी ढंग से दबा सकता है।

(3) जमीन
ग्राउंडिंग से ग्राउंड वायर के माध्यम से करंट प्रवाहित होने पर उत्पन्न होने वाले शोर वोल्टेज को समाप्त किया जा सकता है। सर्वो सिस्टम को ग्राउंड से जोड़ने के अलावा, सिग्नल शील्डिंग वायर को भी ग्राउंड किया जाना चाहिए ताकि इलेक्ट्रोस्टैटिक इंडक्शन और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस को रोका जा सके। यदि इसे ठीक से ग्राउंड नहीं किया जाता है, तो दूसरी समस्या उत्पन्न हो सकती है।