【學(xué)習(xí)筆記】伺服驅(qū)動(dòng)器調(diào)試

四,、增益

1.利用剛性表自動(dòng)調(diào)整增益

1）剛性

①剛性體現(xiàn)伺服抗干擾,、跟隨指令的能力。增益越強(qiáng),，剛性越強(qiáng),，但也降低了伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量。
②剛度的測(cè)試方法：被測(cè)伺服工作在位置模式,，無外部指令,，突加外部干擾轉(zhuǎn)矩，記錄電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子偏過的最大角度,。剛度等于最大角度偏差/干擾轉(zhuǎn)矩,。下圖是突加干擾轉(zhuǎn)矩時(shí)的隨動(dòng)偏差變化情況。
③舉例：對(duì)一個(gè)實(shí)際慣量50倍的負(fù)載，剛性12極,，設(shè)置不同的負(fù)載慣量比觀察運(yùn)行效果,，如下圖所示。綠色代表位置指令,，黑色代表速度反饋,。慣量比和增益要匹配

④剛性等級(jí)經(jīng)驗(yàn)值
0級(jí)~ 4級(jí)：極低的剛性，適合一些大型機(jī)械;
5級(jí)~ 11級(jí)：較低的剛性,，一些較大慣量場(chǎng)合,；
12級(jí)~15級(jí)：普通剛性，適合皮帶傳動(dòng),、齒輪傳動(dòng)等場(chǎng)合,；
16級(jí)~20級(jí)：較高的剛性，一般的軌跡控制,、要求快速定位的場(chǎng)合剛性在這個(gè)范圍,；
21級(jí)及以上：極高的剛性，要求更高的軌跡控制和定位場(chǎng)合,。

2）功能碼設(shè)置

①H0900=1 標(biāo)準(zhǔn)模式
設(shè)置負(fù)載慣量比之后,，將H0900設(shè)為1（默認(rèn)為0，需要更改）,，改變H0901(剛性等級(jí))的值,，觀察實(shí)際效果。

注：H0900=1時(shí),，以上表中參數(shù)會(huì)根據(jù)剛性表自動(dòng)設(shè)置,，無法手動(dòng)更改，除非再改回H0900=0,！
②H0900=2 定位模式
a. 設(shè)置負(fù)載慣量比之后，將H0900設(shè)為2,，改變H0901的值,，觀察實(shí)際效果。在要求快速定位的場(chǎng)合可以嘗試使用,。
b. 在標(biāo)準(zhǔn)模式調(diào)整參數(shù)的基礎(chǔ)上,，第二增益(H08-03~H08-05，H07-06) 參數(shù),，也根據(jù)H09-01設(shè)定的剛性等級(jí)自動(dòng)更新并被存入對(duì)應(yīng)功能碼,，且第二增益參數(shù)的位置環(huán)增益應(yīng)比第一增益參數(shù)高一個(gè)剛性等級(jí)：

c. 定位模式下在標(biāo)準(zhǔn)模式的基礎(chǔ)上還有如下的設(shè)置：速度前饋相關(guān)參數(shù)被設(shè)為固定值

d. 增益切換相關(guān)參數(shù)被設(shè)定為固定值：定位模式時(shí)，增益切換功能自動(dòng)開啟,。

注：H0900=2時(shí),，以上表中參數(shù)會(huì)根據(jù)剛性表自動(dòng)設(shè)置，無法手動(dòng)更改，除非再改回H0900=0,！

2. 手動(dòng)調(diào)整增益

1）調(diào)整指標(biāo)

①波形平滑
指令發(fā)送過程中很平滑,，定位完成之后也很平滑。

②整定時(shí)間
位置指令結(jié)束輸入到輸出位置指令到達(dá)信號(hào)的時(shí)間間隔,，是衡量定位的快慢的直接指標(biāo),，最快1ms以內(nèi)。

③過沖
在定位結(jié)束的過程中發(fā)生隨動(dòng)偏差正負(fù)的變化就是過沖,，如下圖所示,。實(shí)際表現(xiàn)就是沖過去再返回。

2）參數(shù)介紹

①位置環(huán)比例增益（H0802)
參數(shù)作用：決定位置環(huán)能夠跟隨的,，變化的位置指令最高頻率,。
調(diào)整方法：根據(jù)定位時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。設(shè)定的越大,，對(duì)位置指令的跟隨性越好,，隨動(dòng)偏差越小，定位時(shí)間也會(huì)縮短,，并提高電機(jī)靜止時(shí)抵抗外界擾動(dòng)的能力,。但過大的設(shè)定會(huì)使機(jī)械發(fā)生共振或過沖。
注意點(diǎn)：位置環(huán)的帶寬為H0802/2PI,，速度環(huán)的帶寬為H0800（前提是慣量設(shè)置正確）,。為使系統(tǒng)良好工作，速度環(huán)帶寬必須是位置環(huán)帶寬的3~5倍,，因此,，3≤（2π×H08-00）/H08-02≤5。
②速度環(huán)比例增益（H0800）
參數(shù)作用：決定速度環(huán)能夠跟隨的,，變化的速度指令最高頻率,。
在負(fù)載慣量比平均值(H08-15) 設(shè)置正確的前提下，可認(rèn)為： 速度環(huán)最高跟隨頻率=H08-00
調(diào)整方法：在不發(fā)生噪聲,、振動(dòng)的范圍內(nèi),，增大此參數(shù)，可加快定位時(shí)間,，帶來更好的速度穩(wěn)定性和跟隨性,； 發(fā)生噪音，則降低參數(shù)設(shè)定值,； 發(fā)生機(jī)械振動(dòng)時(shí)使用機(jī)械共振抑制功能,。
③速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù)（H0801）
參數(shù)作用：速度積分可以消除凈差，
調(diào)整方法：減小設(shè)定值可加強(qiáng)積分作用,，加快定位時(shí)間,，但設(shè)定值過小易引起機(jī)械振動(dòng),，設(shè)定值過高，將導(dǎo)致速度環(huán)偏差總不能歸零,。當(dāng)H08-01=512.00ms 時(shí),，積分無效。
注意點(diǎn)：建議速度積分時(shí)間常數(shù)和速度比例滿足以下關(guān)系：

默認(rèn)速度環(huán)增益25.0Hz,，默認(rèn)積分時(shí)間常數(shù)31.83ms,，25 × 31.83 ≈ 800，符合上述關(guān)系,。
④轉(zhuǎn)矩指令濾波時(shí)間(H0705)
參數(shù)作用：消除高頻噪聲,，抑制機(jī)械共振。
調(diào)整方法：應(yīng)保證轉(zhuǎn)矩指令低通濾波器的截止頻率高于速度環(huán)最高跟隨頻率的4 倍,，因此： 1000 /（2π×H07-05 ）≥ (H08-00)×4
注意點(diǎn)：a. 增大H08-00 發(fā)生振動(dòng)時(shí),，可通過調(diào)整H07-05 抑制振動(dòng)：
b. 設(shè)定值過大，將導(dǎo)致電流環(huán)的響應(yīng)降低,；
c. 需抑制停機(jī)時(shí)的振動(dòng),，可嘗試加大H08-00，減小H07-05,；
d. 電機(jī)停止?fàn)顟B(tài)振動(dòng)過大,，可嘗試減小H07-05 設(shè)定值。
e. 但是因?yàn)檗D(zhuǎn)矩環(huán)的響應(yīng)必須遠(yuǎn)大于速度環(huán)的響應(yīng),，轉(zhuǎn)矩指令濾波時(shí)間不能太大,，否則會(huì)引起控制系統(tǒng)不穩(wěn)定。

3）前饋

①無前饋

②速度前饋
a. 速度前饋可應(yīng)用于位置控制模式及全閉環(huán)功能,。使用速度前饋功能,，可以提高速度指令響應(yīng)，減小固定速度時(shí)的位置偏差,。
b. 功能碼：

c. 加入速度前饋曲線

③速度前饋 力矩前饋
a. 位置控制模式,，采用轉(zhuǎn)矩前饋，可以提高轉(zhuǎn)矩指令響應(yīng),，減小固定加減速時(shí)的位置偏差,；速度控制模式，采用轉(zhuǎn)矩前饋,，可以提高轉(zhuǎn)矩指令響應(yīng)，減小固定速度時(shí)的速度偏差,。
b. 功能碼說明

c. 加入速度前饋與轉(zhuǎn)矩前饋

4）濾波

5）偽微分調(diào)節(jié)

非轉(zhuǎn)矩控制模式下,，可使用偽微分調(diào)節(jié)控制(Pseudo-DiffErential-Forward-Feedback Control,，簡(jiǎn)稱PDFF 控制),，對(duì)速度環(huán)控制方式進(jìn)行調(diào)整,。
a. 參數(shù)說明：
非轉(zhuǎn)矩控制模式下,，改變速度環(huán)的控制方法。默認(rèn)為100%,，PI控制,，設(shè)為非100%即為PDFF控制，可用來增加對(duì)外力的抵抗能力以及改善速度響應(yīng)波形,。
b. 調(diào)整方法：
H08-24 設(shè)置過小,，速度環(huán)響應(yīng)變慢；
速度反饋存在過沖時(shí),，將H08-24 由100.0 逐漸減小,，直至某一設(shè)定值下，偽微分前饋控制取得效果,。
H08-24=100.0 時(shí),，速度環(huán)控制方法不變，為默認(rèn)的比例積分控制,。
c. 下圖是PDFF系數(shù)對(duì)速度上升緩慢以及定位完成緩慢的改善,。