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伺服增益的分類和影響(WTH)
2022年1月6日


增益可以簡單的理解為放大倍數(shù)。

伺服增益是一種******的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。

機械本身的結(jié)構(gòu)對伺服增益的調(diào)整有重要影響,如果機械本身的剛性比較好(磨床絲桿傳動),伺服的相關(guān)增益則可以設(shè)置較高。如果機械本身的剛性偏柔(料道同步帶),伺服的相關(guān)增益則設(shè)置的不要太高。

伺服速度、位置增益參數(shù)關(guān)系及總的調(diào)試思路:

伺服驅(qū)動器包括三個反饋環(huán)節(jié):位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)。最內(nèi)環(huán)(電流環(huán))的反應速度最快,中間環(huán)節(jié)(速度環(huán))的反應速度必須高于最外環(huán)(位置環(huán))。如果不遵守此原則,將會造成電機運轉(zhuǎn)的震動或反映不良。伺服驅(qū)動器的設(shè)計可盡量確保電流環(huán)具備良好的反應性能,故用戶只需調(diào)整位置位置環(huán)、速度環(huán)的增益即可。

位置環(huán)的反應不能快于速度環(huán)的反應。因此,若需增加位置環(huán)的增益,必須先增加速度環(huán)的增益。如果只增加位置環(huán)的增益,電機很可能產(chǎn)生震動,從而將會造成速度指令及定位時間的增加,而非期望的減少。

速度環(huán)增益

增大速度環(huán)比例增益,則能降低轉(zhuǎn)速脈動的變化量,提高伺服驅(qū)動系統(tǒng)的硬度,保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)運行時的性能。但是在實際系統(tǒng)中,速度環(huán)比例增益不能過大,否則將引起整個伺服驅(qū)動系統(tǒng)振蕩。

速度環(huán)參數(shù)調(diào)節(jié)與負載慣量的關(guān)系

當負載對象的轉(zhuǎn)動慣量與電動機的轉(zhuǎn)動慣量之比較大,以及負載的摩擦轉(zhuǎn)矩比較大時,宜增大速度環(huán)比例增益和速度環(huán)積分時間常數(shù),以滿足運行穩(wěn)定性的要求。

當負載對象的轉(zhuǎn)動慣量與電動機的轉(zhuǎn)動慣量之比較小,以及負載的摩擦轉(zhuǎn)矩較小時,宜減小速度環(huán)比例增益和速度換積分時間常數(shù),保證低速運行時的速度控制精度。

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位置環(huán)增益

位置環(huán)增益與伺服電機以及機械負載有著密切的聯(lián)系,通常伺服系統(tǒng)的位置環(huán)增益越高,電機速度對于位置指令響應的延時減小,位置跟蹤誤差愈小,定位所需時間越短,但要求對應的機械系統(tǒng)的剛性與自然頻率也必須很高。而且當輸入的位置突變時,其輸出變化劇烈,機械負載要承受較大的沖擊。此時,驅(qū)動器必須進行升降速處理或通過上位機用編程措施來緩沖這種變化。

當伺服系統(tǒng)位置環(huán)增益相對較小時,調(diào)整起來比較方便,因為位置環(huán)增益小,伺服系統(tǒng)容易穩(wěn)定,對大負載對象,調(diào)整要簡單些。同時,低位置環(huán)增益的伺服系統(tǒng)頻帶叫窄,對噪音不敏感。因此,作為伺服進給用時,位置的微觀變化小,但低位置環(huán)增益的伺服系統(tǒng)位置跟蹤誤差較大,進行輪廓加工時,會在軌跡上形成加工誤差。


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