交流伺服增益調整.ppt

交流伺服增益調整 內容概要 增益調整概念增益調整的相關參數(shù)與控制架構增益調整的原則增益調整的方法與流程問題討論與實機操作示範 交流伺服的基本控制架構 15KHz取樣 15KHz取樣 15KHz取樣 影響增益調整的要素 機臺對馬達的負載慣性比機臺的動作頻度與加工精度的要求機臺的機械傳動剛性 機臺對馬達的負載慣性比的影響 ServoDrive 馬達 速度指令 馬達旋轉速度 速度指令電壓 馬達旋轉速度 Gain E Ei 相位延遲 增益比為 時的頻率稱為響應頻率DeltaASDA速度響應頻率450 輸出 輸入 輸入 伺服性能評估 速度頻率應答性 伺服性能評估 位置定位整定時間 ASDA基本伺服增益參數(shù) KPP參數(shù)設定 位置控制增益 KPP 參數(shù)P2 00 本參數(shù)決定位置回路的應答性 KPP值設定越大對於位置命令的追隨性越佳 位置誤差量越小 定位整定時間越短 但是過大的設定會造成機臺產生抖動或定位會有過衝 overshoot 的現(xiàn)象 KVP參數(shù)設定 速度控制增益 KVP 參數(shù)P2 04 本參數(shù)決定速度控制回路的應答性 KVP設越大對於速度命令的追隨性越佳 但是過大的設定容易引發(fā)機械共振 速度回路的頻率必須比位置回路的頻率高4 6倍 當位置響應頻率比速度響應頻率高時 機臺會產生抖動或定位會有過衝 overshoot 的現(xiàn)象 KVI參數(shù)設定 速度積分補償 KVI 參數(shù)P2 06 KVI越大對固定偏差消除能力越佳 過大的的設定容易引發(fā)機臺的抖動 建議設定值如下 ASDA前饋增益與外部干擾抵抗增益參數(shù) PFG與PFF參數(shù)設定 位置前饋增益 PFG 參數(shù)P2 02 可降低位置誤差量並縮短定位的整定時間 但過大的設定容易造成定位過衝的現(xiàn)象 若電子齒輪比設定大於10亦容易產生噪音 位置前饋增益平滑常數(shù) PFF 參數(shù)P2 03 可降低電子齒輪比設定大於10所產生噪音 位置控制增益調整的效果 調大增益P2 00 加入前饋補償P2 02 DST參數(shù)設定 外部干擾抵抗增益 DST 參數(shù)P2 26 本參數(shù)用來增加對外力的抵抗能力並降低加減速的過衝的現(xiàn)象 出廠值為0為一般PI控制器 若設定為非零則為PDFF控制架構 在手動模式不建議手動調整 除非是要進行PDFF自動增益結果的微調 或是利用PC增益調整軟體自動計算該增益值 ASDA自動增益調整與等級設定相關參數(shù) ASDA共振抑制參數(shù) NLP參數(shù)設定 共振抑制低通濾波器 NLP 參數(shù)P2 25 負載慣性比越大 速度回路的響應頻率會下降 必須加大KVP以維持速度的響應頻率 在加大KVP的過程 可能產生機械共振音 請嘗試利用本參數(shù)將噪音消除 越大的設定對高頻噪音的改善越明顯 但是過大的設定會導致速度回路不穩(wěn)定及過衝的現(xiàn)象 其設定建議值如下 控制架構圖 積分控制 P2 06 速度增益 P2 04 共振抑制 P2 25 P2 23 P2 24 位置增益 P2 00 外部干擾抵抗增益 P2 26 速度估測器 位置前饋增益與平滑濾波器 P2 02 P2 03 驅動器速度控制模式 驅動器位置控制模式 上層控器控制 上層控器控制 編碼器迴授 電流命令 脈波命令 位置控制方塊圖 速度控制方塊圖 P2 26 調機原則 一 位置響應10Hz 速度響應10Hz 位置響應10Hz 速度響應50Hz 位置響應10Hz 速度響應100Hz 系統(tǒng)震盪 合理設定 過高的速度響應可能會引發(fā)不必要的機械共振 速度回路必需比位置回路響應快4 6倍 調機原則 二 正確的慣性比估測會影響增益設定的正確性 所以得到負載慣性比為增益調整的第一步驟 並由負載慣性比可事先知道馬達的選用是否合理及決定伺服響應設定的等級 愈大的慣性比要得到同樣的速度響應需要設定越高的增益 但越高的增益容易引發(fā)機械共振 應此需要高響應表現(xiàn)的機臺負載慣性比應較小 註 本參考表格為個人在400Wmotor運用上的經驗 並非性能規(guī)格 調機原則 三 動作頻度越高的機臺需要愈好的伺服響應配合精度要求越高的機臺需要愈好的伺服響應配合愈好的伺服響應需要設定較高位置或速度回路的響應頻率 在多軸的補間的運用 每一軸應設定相同的響應頻率 減少輪廓誤差 調機原則 四 最佳的伺服響應設定是在機臺的性能與機械共振間得到一平衡點當性能與共振有衝突時才使用notchfilter處理共振問題高響應的伺服需要高剛性的機構配合因此 使用者必須自行選擇出最適合機臺的響應頻率 增益調整模式0 手動模式1 簡易模式2 自動模式 持續(xù)調整 3 自動模式 負載慣量比固定 頻寬可調整 4 自動模式 持續(xù)調整 5 自動模式 負載慣量比固定 頻寬可調整 X 增益調整方式 參數(shù)P2 32 增益調整方式選擇 增益調整模式與參數(shù)關係 PDFF與PI自動增益調整模式比較 PDFF與PI速度響應等級比較表 PDFF與PI的比較 PDFF PI 典型的調機步驟 利用上層命令或參數(shù)P4 05或PC軟體進行慣性比估測 設定響應等級觀察性能表現(xiàn) 排除機械共振 完成 負載慣量估測的限制 1 到達2000RPM之加減速時間需在1秒以下 2 回轉速需在200RPM以上 3 負載慣量需為馬達慣量的100倍以下 4 外力或慣性比變化不得太劇烈 5 自動增益模式 固定慣量P2 32為3或5 負載慣量停止估測 6 負載慣性比估測值 斷電不儲存 每次重上電 參數(shù)P1 37為負載慣性比估測的初始值 但以下兩種狀況 負載慣性比估測值會自動存入?yún)?shù)P1 37 1 當由自動模式2切換至自動模式3 2 當由自動模式4切換至自動模式5 調機的軟體工具 高速即時波形監(jiān)看軟體 慣性比估測與增益調整軟體 PC增益調整軟體說明 1 2 2 請務必依據(jù)使用的機種設定 可由驅動器右側標籤分辨機種 3 輸入機臺對馬達的負載慣性比 此數(shù)值如何得知 請參考下一頁說明 1 選擇連接線的通訊埠位置 並參考驅動器的通訊協(xié)定設定Buad Station Protocol 4 B W 為速度控制回路的響應頻寬 數(shù)值範圍應位於 10Hz 450Hz 數(shù)值越高代表響應越佳 但須配合機臺特性調整 過高的設定 會引發(fā)機械共振 5 完成B W 和JL Jm設定後 按下Compute 程式自動算出最佳的伺服參數(shù) P2 00 P2 02 P2 04 P2 06P2 25 P2 26 6 按下Download 將參數(shù)存至驅動器 7 按下Upload 將參數(shù)從驅動器讀回 作比較或參考 1 點選EnableControlPanel啟動自動慣性比估測功能 當完成自動慣性比估測功能時 務必取消此選項 使參數(shù)回復至使用者設定值 2 點選ServoON 此時下方顯示ServoON 若無顯示ServoON請檢視是否有ALARM發(fā)生 3 利用JOG移動機臺至第一定位點 點選Pt 1按鈕設定座標 再利用JOG移動機臺至第二定位點 點選Pt 2按鈕設定座標 4 點選Start使機臺在兩點反覆移動 並觀測Est JL Jm的變化 若要停止機臺運動 按此扭Stop 此估測數(shù)值為機臺的慣性比 此數(shù)值會逐步穩(wěn)定至某一數(shù)值 及代表估測完成 設定較高的移動速度 Speed 和較小的加減速時間 ACCDEC 會縮短估測時間 若移動速度過低 Speed800ms 將無法準確估出機臺的慣性比 PC增益調整軟體說明 2 2 無電腦的PDFF自動增益調機步驟 ServoOff P2 32設為4ServoOn 提高P2 31的Y值來增加應答性依據(jù)P2 31的Y值調整P2 25 由上層下達有加減速的反覆動作 P0 02設為14 LED面板顯示負載慣性比 有共振音 性能滿足 降低P2 31的Y值來減少噪音若不想降低P2