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時代超群XBM系列伺服電機套裝位置控制說明(CZZ)
2024年9月7日

圖片1.png

位置控制應用于需要精密定位的系統中,如數控機床、紡織機械等。位置指令來源是脈沖指令,由輸入端子的 PULS+PULS-和 SIGN+SIGN-輸入脈沖。用戶需根據位置控制接線圖的說明,結合實際使用要求正確接線,然后設置位置。

位置控制參考接線圖

圖片2.png 

特別注意:

如果脈沖指令信號是24V電源,CN2的35腳接24V,脈沖信號負接到CN2的43腳,方向信號負接到CN2的39腳。

如果脈沖指令信號是5V電源,不接CN2的35腳,PULSE+接CN2的41腳,PULSE-接CN2的43腳,SIGN+接CN2的37腳,SIGN接CN2的39腳。

與位置指令有關的參數

1控制方式(Pr004),位置控制設置為0

圖片3.png 

 

2位置指令脈沖輸入方式(Pr035),即脈沖指令形式,默認值為0,即脈沖+方向

圖片4.png 

注:箭頭表示計數沿,且參數設置為 Pr036=0Pr037=0 時。

 

位置指令脈沖輸入方向(Pr036),即通過改變參數數值切換電機方向。

圖片5.png 

 

4電子齒輪比設置(Pr029-34)

通過電子齒輪可以定義輸入到本裝置的單位脈沖命令使傳動裝置移動任意距離,上位控制器所產生的脈沖命令不需考慮傳動系統的齒輪比、減速比或電機編碼器線數。

圖片6.png 

圖片7.png 

圖片8.png 

用于對輸入脈沖進行分頻或倍頻,可以方便地與各種脈沖源相匹配,以達到用戶需要的脈沖分辨率。

指令脈沖電子齒輪分子 由參數 Pr029 設置,分母 由參數 Pr030 設置。

輸入脈沖指令經過 N/M 變化得到位置指令

 

動態電子齒輪比可以通過pr034設置實現電子齒輪比動態切換功能,具體說明如下

 

Pr034 設為 0: 禁止使用動態電子齒輪比切換,指令脈沖電子齒輪分子由Pr029 設置;

Pr034 設為 1:允許使用動態電子齒輪比切換,且指令脈沖電子齒輪分子由DI 輸入的 GEAR1決定;

圖片9.png 

Pr034 設為 2:允許使用動態電子齒輪比切換,且指令脈沖電子齒輪分子由 DI 輸入的 GEAR1GEAR2 決定

圖片10.png 

增益調整

驅動器包括電流控制環、速度控制環和位置控制環三個控制回路。控制框圖如下:

圖片11.png 

理論上,內層的控制回路頻寬一定要高于外層,否則整個控制系統會不穩定而造成振動或是響應不佳,因此這三個控制回路頻寬的關系如下:

電流環頻寬>速度環頻寬>位置環頻寬

由于驅動器已經調整好電流控制環為****狀態,用戶只需調整速度控制環和位置控制環參數。

位置控制有關增益

圖片12.png 

圖片13.png 

因為位置環包括速度環,依照先內環后外環次序,首先設置好負載轉動慣量比,再調整速度環增益、速度環積分時間常數,最后調整位置環增益。

以下是系統的位置控制器,位置環增益 Kp增加可提高位置環頻寬,但受速度環頻寬限制。欲提高位置環增益,必須先提高速度環頻寬。

圖片14.png 

 

前饋能降低位置環控制的相位滯后,可減小位置控制時的位置跟蹤誤差以及更短的定位時間。前饋量增大,位置控制跟蹤誤差減小,但過大會使系統不穩定、超調。若電子齒輪比大于 10 也容易產生噪聲。一般應用可設置 Pr021 為 0%,需要高響應、低跟蹤誤差時,可適當增加,不宜超過 80%,同時可能需要調整位置環前饋濾波時間常數(參數 Pr022)

位置控制的增益調整步驟

1. 設定負載轉動慣量比(驅動器根據電機型號已自動適配)

2. 設定速度環積分時間常數(Pr006)為較大值。

3. 速度環增益(Pr005)在不產生振動和異常聲音的范圍內調大,如果發生振動稍許調小。

4. 速度環積分時間常數在不產生振動的范圍內調小,如果發生振動稍許調大。

5. 增大位置環增益(Pr009),如果發生振動稍許調小。

6. 如果因機械系統發生共振等原因而無法調大增益,不能得到希望的響應性時,對轉矩低通濾波器(Pr007)或速度檢測濾波器(Pr019)調整抑制共振后,然后重新進行以上步驟操作以提高響應性。

7. 若需要更短的定位時間和更小的位置跟蹤誤差,可適當調整位置前饋(Pr021Pr022)

 

注:

位置和速度頻寬的選擇必須由機械的剛性和應用場合決定,由皮帶連接的輸送機械剛性低,可設置為較低頻寬;由減速器帶動的滾珠絲桿的機械剛度中等,可設置為中等頻寬;直接驅動滾珠絲桿或直線電機剛度高,可設置為高頻寬。如果機械特性未知,可逐步加大增益以提高頻寬直到共振,再調低增益即可。

在伺服增益中,如果改變一個參數,則其它參數也需要重新調整。請不要只對某一個參數進行較大的更改。關于伺服參數的更改步驟,一般請遵守以下原則:

圖片15.png

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