位置模式增益調(diào)整

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

理論上，內(nèi)層的控制回路頻寬一定要高于外層，否則整個(gè)控制系統(tǒng)會(huì)不穩(wěn)定而造成振動(dòng)或是響應(yīng)不佳，因此這三個(gè)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(dòng)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：

符號(hào)定義如下：

Kv：速度環(huán)增益；

Ti：速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù)；

Kp：位置環(huán)增益；

G：負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比；

JL：折算到電機(jī)軸的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

JM：電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)械系統(tǒng)不產(chǎn)生振動(dòng)或是噪音的前提下，增大速度環(huán)增益值，則速度響應(yīng)會(huì)加快，對(duì)速度命令的跟隨性越佳。但是過(guò)大的設(shè)定容易引起機(jī)械共振。速度環(huán)頻寬表示為：

如果負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)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(xì)微的速度變化。在機(jī)械系統(tǒng)不產(chǎn)生振動(dòng)或是噪音的前提下，減小速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù) Ti，以增加系統(tǒng)剛性，降低穩(wěn)態(tài)誤差。如果負(fù)載慣量比很大或機(jī)械系統(tǒng)存在共振因素，必須確認(rèn)速度回路積分時(shí)間常數(shù)夠大，否則機(jī)械系統(tǒng)容易產(chǎn)生共振。如果負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比 G 設(shè)置正確(G=JL/JM)，利用以下公式得到速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù) Ti：

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(jī)械系統(tǒng)不產(chǎn)生振動(dòng)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(shí)間。但過(guò)大設(shè)定會(huì)造成機(jī)械系統(tǒng)抖動(dòng)或定位超調(diào)。位置環(huán)頻寬不可高于速度環(huán)頻寬，一般

如果負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比 G 設(shè)置正確(G=JL/JM),則位置環(huán)增益 Kp計(jì)算如下:

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(guò)大容易引起振動(dòng)和噪聲

z 速度調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間常數(shù)，減小參數(shù)值，可減小速度控制誤差，增加剛性，過(guò)小容易引起振動(dòng)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。

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(guò)大可能導(dǎo)致超調(diào)或振蕩。

Z 轉(zhuǎn)矩的低通濾波器，可抑制機(jī)械引起振動(dòng)。 

Z 數(shù)值越大，抑制振動(dòng)效果越好，過(guò)大會(huì)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(jī)械條件限制。

Z 負(fù)載慣量較小時(shí)，可設(shè)置較小數(shù)值，負(fù)載慣量較大時(shí)，可設(shè)置較大數(shù)值。

z 參數(shù)值越大，檢測(cè)越平滑，參數(shù)值越小，檢測(cè)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(jī)械的剛性和應(yīng)用場(chǎng)合決定，由皮帶連接的輸送機(jī)械剛性低，可設(shè)置為較低頻寬；由減速器帶動(dòng)的滾珠絲桿的機(jī)械剛度中等，可設(shè)置為中等頻寬；直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿或直線電機(jī)剛度高，可設(shè)置為高頻寬。

如果機(jī)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(gè)參數(shù)，則其它參數(shù)也需要重新調(diào)整。請(qǐng)不要只對(duì)某一個(gè)參數(shù)進(jìn)行較大的更改。關(guān)于伺服參數(shù)的更改步驟，一般請(qǐng)遵守以下原則。

位置控制有關(guān)增益

因?yàn)槲恢铆h(huán)包括速度環(huán)，依照先內(nèi)環(huán)后外環(huán)次序，首先設(shè)置好負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比，再調(diào)整速度環(huán)增益、速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù)，最后調(diào)整位置環(huán)增益。

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

前饋能降低位置環(huán)控制的相位滯后，可減小位置控制時(shí)的位置跟蹤誤差以及更短的定位時(shí)間。前饋量增大，位置控制跟蹤誤差減小，但過(guò)大會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定、超調(diào)。若電子齒輪比大于 10 也容易產(chǎn)生噪聲。一般應(yīng)用可設(shè)置 Pr021 為 0%， 需要高響應(yīng)、低跟蹤誤差時(shí)，可適當(dāng)增加，不宜超過(guò) 80%，同時(shí)可能需要調(diào)整位置環(huán)前饋濾波時(shí)間常數(shù)(參數(shù) Pr022)。

z 前饋可減小位置控制時(shí)的位置跟蹤誤差，設(shè)置為 100 時(shí)，任何頻率的指令脈沖下，位置跟蹤誤差總是 0。

z 參數(shù)值增大，使位置控制響應(yīng)提高，過(guò)大會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生振蕩。

z 對(duì)位置環(huán)前饋量的濾波，作用是增加前饋控制的穩(wěn)定性

 位置控制的增益調(diào)整步驟

1. 設(shè)定負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比(驅(qū)動(dòng)器根據(jù)電機(jī)型號(hào)已自動(dòng)適配)。

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

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

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

5. 增大位置環(huán)增益(Pr009)，如果發(fā)生振動(dòng)稍許調(diào)小。

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

7. 若需要更短的定位時(shí)間和更小的位置跟蹤誤差，可適當(dāng)調(diào)整位置前饋(Pr021、Pr022)