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8大参数教你完美设置伺服驱动器

2018-08-15 武汉迈信电气技术有限公司

 

伺服系统在自动化设备中的应用非常广泛,它一般拥有位置控制、速度控制和转矩控制三种方式,以位置控制为例,大部分品牌的伺服电机都有位置控制功能,通过控制器发出脉冲来控制伺服电机运行,脉冲数对应转的角度,脉冲频率对应速度(与电子齿轮设定有关),当一个新的系统,参数不能工作时,首先设定位置增益,确保电机无噪音情况下,尽量设大些,转动惯量比也非常重要,可通过自学习设定的数来参考,然后设定速度增益和速度积分时间,确保在低速运行时连续,位置精度受控即可。

 

下面我们来看看伺服系统常用的8大参数设置方法:

 

1、位置比例增益

 

设定位置环调节器的比例增益。设置值越大,增益越高,刚度越大,相同频率指令脉冲条件下,位置滞后量越小。但数值太大可能会引起振荡或超调。参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。 

 

2、位置前馈增益

 

设定位置环的前馈增益。设定值越大时,表示在任何频率的指令脉冲下,位置滞后量越小位置环的前馈增益大,控制系统的高速响应特性提高,但会使系统的位置不稳定,容易产生振荡。不需要很高的响应特性时,本参数通常设为0表示范围:0~100% 

 

3、速度比例增益

 

设定速度调节器的比例增益。设置值越大,增益越高,刚度越大。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载值情况确定。一般情况下,负载惯量越大,设定值越大。在系统不产生振荡的条件下,尽量设定较大的值。 

 

4、速度积分时间常数

 

设定速度调节器的积分时间常数。设置值越小,积分速度越快。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定。一般情况下,负载惯量越大,设定值越大。在系统不产生振荡的条件下,尽量设定较小的值。

 

5、速度反馈滤波因子

 

设定速度反馈低通滤波器特性。数值越大,截止频率越低,电机产生的噪音越小。如果负载惯量很大,可以适当减小设定值。数值太大,造成响应变慢,可能会引起振荡。数值越小,截止频率越高,速度反馈响应越快。如果需要较高的速度响应,可以适当减小设定值。 

 

6、最大输出转矩设置

 

设置伺服驱动器的内部转矩限制值。设置值是额定转矩的百分比,任何时候,这个限制都有效定位完成范围设定位置控制方式下定位完成脉冲范围。本参数提供了位置控制方式下驱动器判断是否完成定位的依据,当位置偏差计数器内的剩余脉冲数小于或等于本参数设定值时,驱动器认为定位已完成,到位开关信号为 ON,否则为OFF。 

 

在位置控制方式时,输出位置定位完成信号,加减速时间常数设置值是表示电机从0~2000r/min的加速时间或从2000~0r/min的减速时间。加减速特性是线性的到达速度范围设置到达速度在非位置控制方式下,如果伺服电机速度超过本设定值,则速度到达开关信号为ON,否则为 OFF。在位置控制方式下,不用此参数。与旋转方向无关。 

 

7、手动调整增益参数

 

调整速度比例增益KVP值。当伺服系统安装完后,必须调整参数,使系统稳定旋转。首先调整速度比例增益KVP值.调整之前必须把积分增益KVI及微分增益KVD调整至零,然后将KVP值渐渐加大;同时观察伺服电机停止时足否产生振荡,并且以手动方式调整KVP参数,观察旋转速度是否明显忽快忽慢.KVP值加大到产生以上现象时,必须将KVP值往回调小,使振荡消除、旋转速度稳定。此时的KVP值即初步确定的参数值。如有必要,经KVI和KVD调整后,可再作反复修正以达到理想值。 

 

调整积分增益KVI值。将积分增益KVI值渐渐加大,使积分效应渐渐产生。由前述对积分控制的介绍可看出,KVP值配合积分效应增加到临界值后将产生振荡而不稳定,如同KVP值一样,将KVI值往回调小,使振荡消除、旋转速度稳定。此时的KVI值即初步确定的参数值。 

 

调整微分增益KVD值。微分增益主要目的是使速度旋转平稳,降低超调量。因此,将KVD值渐渐加大可改善速度稳定性。     

 

调整位置比例增益KPP值。如果KPP值调整过大,伺服电机定位时将发生电机定位超调量过大,造成不稳定现象。此时,必须调小KPP值,降低超调量及避开不稳定区;但也不能调整太小,使定位效率降低。因此,调整时应小心配合。 

 

8、自动调整增益参数 

 

现代伺服驱动器均已微计算机化,大部分提供自动增益调整( autotuning)的功能,可应付多数负载状况。在参数调整时,可先使用自动参数调整功能,必要时再手动调整。 

 

事实上,自动增益调整也有选项设置,一般将控制响应分为几个等级,如高响应、中响应、低响应,用户可依据实际需求进行设置。

 

文章来源:伺服与运动控制

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