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時代超群SD300伺服驅(qū)動速度模式增益調(diào)整-YNN
2022年2月22日

增益調(diào)整

驅(qū)動器包括電流控制環(huán)、速度控制環(huán)和位置控制環(huán)三個控制回路。控制框圖如下:

圖片01.png

理論上,內(nèi)層的控制回路頻寬一定要高于外層,否則整個控制系統(tǒng)會不穩(wěn)定而造成振動或是響應(yīng)不佳,因此這三個控制回路頻寬的關(guān)系如下:

電流環(huán)頻寬>速度環(huán)頻寬>位置環(huán)頻寬

由于驅(qū)動器已經(jīng)調(diào)整好電流控制環(huán)為****狀態(tài),用戶只需調(diào)整速度控制環(huán)和位置控制環(huán)參數(shù)和控制增益有關(guān)的參數(shù)如下所示:

圖片02.png

符號定義如下:

Kv:速度環(huán)增益;

Ti:速度環(huán)積分時間常數(shù);

Kp:位置環(huán)增益;

G:負載轉(zhuǎn)動慣量比;

JL:折算到電機軸的負載轉(zhuǎn)動慣量;

JM:電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量。

速度環(huán)增益 Kv

速度環(huán)增益 Kv直接決定速度環(huán)的響應(yīng)頻寬。在機械系統(tǒng)不產(chǎn)生振動或是噪音的前提下,增大速度環(huán)增益值,則速度響應(yīng)會加快,對速度命令的跟隨性越佳。但是過大的設(shè)定容易引起機械共振。速度環(huán)頻寬表示為:

03.png

如果負載轉(zhuǎn)動慣量比 G 設(shè)置正確(G=JL/JM),則速度環(huán)頻寬就等于速度環(huán)增益Kv

速度環(huán)積分時間常數(shù) T

速度環(huán)積分可有效的消除速度穩(wěn)態(tài)誤差,快速反應(yīng)細微的速度變化。在機械系統(tǒng)不產(chǎn)生振動或是噪音的前提下,減小速度環(huán)積分時間常數(shù) Ti,以增加系統(tǒng)剛性,降低穩(wěn)態(tài)誤差。如果負載慣量比很大或機械系統(tǒng)存在共振因素,必須確認速度回路積分時間常數(shù)夠大,否則機械系統(tǒng)容易產(chǎn)生共振。如果負載轉(zhuǎn)動慣量G 設(shè)置正確(G=JL/JM),利用以下公式得到速度環(huán)積分時間常數(shù) Ti

04.png

位置環(huán)增益 Kp 

位置環(huán)增益直接決定位置環(huán)的反應(yīng)速度。在機械系統(tǒng)不產(chǎn)生振動或是噪音的前提下,增加位置環(huán)增益值,以加快反應(yīng)速度,減小位置跟蹤誤差,縮短定位時間。但過大設(shè)定會造成機械系統(tǒng)抖動或定位超調(diào)。位置環(huán)頻寬不可高于速度環(huán)頻寬,一般

05.png

如果負載轉(zhuǎn)動慣量比 G 設(shè)置正確(G=JL/JM),則位置環(huán)增益 Kp計算如下:

06.png

z 速度調(diào)節(jié)器的比例增益,增大參數(shù)值,可使速度響應(yīng)加快,過大容易引起振動和噪聲

08.png

z 速度調(diào)節(jié)器的積分時間常數(shù),減小參數(shù)值,可減小速度控制誤差,增加剛性過小容易引起振動和噪聲。

z 設(shè)置為****值(1000)表示取消積分,速度調(diào)節(jié)器為 P 控制器。

09.png

z 位置調(diào)節(jié)器的比例增益;增大參數(shù)值,可減小位置跟蹤誤差,提高響應(yīng),過大可能導(dǎo)致超調(diào)或振蕩。

10.png

Z 轉(zhuǎn)矩的低通濾波器,可抑制機械引起振動。 

z 數(shù)值越大,抑制振動效果越好,過大會造成響應(yīng)變慢,可能引起振蕩;數(shù)值越小,響應(yīng)變快,但受機械條件限制。

z 負載慣量較小時,可設(shè)置較小數(shù)值,負載慣量較大時,可設(shè)置較大數(shù)值。

11.png

z 參數(shù)值越大,檢測越平滑,參數(shù)值越小,檢測響應(yīng)越快,太小可能導(dǎo)致產(chǎn)生噪聲;太大可能導(dǎo)致振蕩。

 

 

 

增益調(diào)整步驟

位置和速度頻寬的選擇必須由機械的剛性和應(yīng)用場合決定,由皮帶連接的輸送機械剛性低,可設(shè)置為較低頻寬;由減速器帶動的滾珠絲桿的機械剛度中等,可設(shè)置為中等頻寬;直接驅(qū)動滾珠絲桿或直線電機剛度高,可設(shè)置為高頻寬。

如果機械特性未知,可逐步加大增益以提高頻寬直到共振,再調(diào)低增益即可。

在伺服增益中,如果改變一個參數(shù),則其它參數(shù)也需要重新調(diào)整。請不要只對某一個參數(shù)進行較大的更改。關(guān)于伺服參數(shù)的更改步驟,一般請遵守以下原則。

12.png

速度控制有關(guān)增益

13.png

z 設(shè)定模擬量速度輸入電壓和電機實際運轉(zhuǎn)速度之間的比例關(guān)系。

z 模擬量輸入范圍是-10V~10V。

14.png

以下是系統(tǒng)的速度控制器,增加速度環(huán)增益 Kv可提高速度的響應(yīng)頻寬,減小速度環(huán)積分時間常數(shù) Ti,可以增加系統(tǒng)剛性,減小穩(wěn)態(tài)誤差。

15.png

速度控制的增益調(diào)整步驟

1. 設(shè)定負載轉(zhuǎn)動慣量比(驅(qū)動器根據(jù)電機型號已自動適配)。

2. 設(shè)定速度環(huán)積分時間常數(shù)(Pr006)為較大值。

3. 速度環(huán)增益(Pr005)在不產(chǎn)生振動和異常聲音的范圍內(nèi)調(diào)大,如果發(fā)生振動稍許調(diào)小。

4. 速度環(huán)積分時間常數(shù)在不產(chǎn)生振動的范圍內(nèi)調(diào)小,如果發(fā)生振動稍許調(diào)大。

5. 如果因機械系統(tǒng)發(fā)生共振等原因而無法調(diào)大增益,不能得到希望的響應(yīng)性時,對轉(zhuǎn)矩低通濾波器(Pr007)或速度檢測濾波器(Pr019)調(diào)整抑制共振后,然后重新進行以上步驟操作以提高響應(yīng)性。





















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