주기적 동기식 작동 모드: CSP, CSV, CST
주기적 동기식 작동 모드란 무엇인가요?
주기적 동기식 작동 모드(Cyclic Synchronous Modes)는 CiA 402에 따른 EtherCAT 기반 제어 모드로, 마스터가 각 통신 주기마다 드라이브에 새로운 설정값을 전송합니다. 마스터는 궤적 계획을 담당하는 반면, 드라이브는 로컬 제어 루프를 실행합니다.
왜 이것이 중요한가요?
로봇공학, CNC 기계 및 다축 시스템에서는 구동 장치에 단순히 목표 위치를 지정하고 스스로 그곳으로 이동하도록 하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 마스터는 모든 축에 대한 조정된 경로 계획을 중앙에서 계산하고 각 중간 지점을 구동 장치에 전송해야 합니다:
- 운동 궤적에 대한 완전한 제어 — 복잡한 궤적(S-커브, 스플라인, 원형 보간)이 마스터에서 계산됩니다
- 다중 축 동기화 — 모든 축이 동일한 통신 사이클에서 목표값을 수신합니다
- 결정론적 실행 — EtherCAT은 설정값 전송의 시간적 일관성을 보장합니다
- 유연성 — 마스터는 구동 장치의 내부 궤적 생성기에 의존하지 않고도 언제든지 동작을 조정할 수 있습니다.
어떻게 작동하나요?
세 가지 작동 모드가 세 가지 제어 변수를 다룹니다:
CSP — 주기적 동기 위치(모드 8): 마스터가 목표 위치를 전송합니다. 구동 장치는 위치, 속도 및 토크 제어를 수행합니다. 추가로 속도 오프셋(0x60B1)과 토크 오프셋(0x60B2)을 피드포워드 신호로 전송할 수 있습니다.
CSV — 주기적 동기 속도(모드 9): 마스터가 목표 속도를 전송합니다. 드라이브는 속도 및 토크 제어를 수행합니다. 사이클 간 보간은 부드러운 속도 변화를 보장합니다.
CST — 주기적 동기 토크(모드 10): 마스터가 목표 토크를 전송합니다. 구동기는 토크 제어만 수행합니다. 힘/임피던스 제어에 이상적입니다.
프로파일 모드(PP, PV, PT)와의 비교: 프로파일 모드(PP=1, PV=3, PT=4)에서는 구동 장치의 내부 궤적 생성기가 경로 계획을 담당합니다. 마스터는 단순히 목표와 운동 매개변수만 지정합니다. 이는 더 간단하지만 축 간 조정을 제공하지 않습니다.
모드 선택은 OD 객체 0x6060(작동 모드)을 통해 수행됩니다. 모든 필수 PDO 데이터가 매핑된 경우, "작동 활성화" 상태에서 모드를 동적으로 변경할 수 있습니다.
SOMANET은 이를 어떻게 구현합니까?
모든 SOMANET 서보 드라이브는 CSP, CSV 및 CST를 기본 작동 모드로 지원합니다. 내부 샘플링 주기는 250 µs (4 kHz)이며, 권장 EtherCAT 사이클 시간은 250 µs에서 8 ms 사이입니다. 분산 클럭(Distributed Clocks)은 다중 슬레이브 시스템에서 동기화를 보장합니다.
CSP 모드에서는 세 가지 제어기 변형이 사용 가능합니다: 계단식 PID, 단순 PID 및 이중 인코더 계단식 제어. 명령 평활화 및 보간은 느린 마스터 사이클 시간을 보정합니다.
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