OmronSysmac伺服調(diào)試簡潔版課件

伺服調(diào)試說明歐姆龍自動化（中國）有限公司

自動化中心Sysmac

應(yīng)用課1伺服調(diào)試說明1主要內(nèi)容：1、伺服控制環(huán)的介紹2、伺服參數(shù)的調(diào)試方法及原則3、伺服調(diào)試Ⅰ：自動調(diào)整4、伺服調(diào)試Ⅱ：手動調(diào)整5、伺服調(diào)試中的問題解決主要內(nèi)容：伺服控制環(huán)的介紹伺服控制環(huán)的介紹控制環(huán)的復(fù)習Servo的3個控制環(huán)在ServoDriver內(nèi)部、進行著３個反饋控制（PID控制）。由位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制這３個控制、最終控制輸出到Motor的電流、自由自在地控制住Motor。Analog轉(zhuǎn)矩輸入Analog速度輸入FF控制位置控制環(huán)速度控制環(huán)轉(zhuǎn)矩控制環(huán)控制Motor的旋轉(zhuǎn)量（位置）控制Motor的速度控制Motor的轉(zhuǎn)矩控制環(huán)的復(fù)習Servo的3個控制環(huán)在ServoDriver控制環(huán)的復(fù)習位置控制環(huán)位置控制環(huán)、是為了Servo能精度很好地完成定位而進行的控制。其處在中心的偏差計數(shù)器、從目標位置和當前位置上計算出Motor應(yīng)該旋轉(zhuǎn)的速度。在偏差計數(shù)器里、每１循環(huán)時間ｔ中都在計算下述2個值的差、最終如下面的式子所示那樣對速度進行計算。指令脈沖量

?由偏差計數(shù)器計數(shù) ?目標位置反饋脈沖量

?由偏差計數(shù)器計數(shù) ?當前位置※目標位置和當前位置的偏差量必然是偏差計數(shù)器中保留的量。偏差計數(shù)器值＝＝速度目標位置－當前位置ｔ（循環(huán)時間）位置控制環(huán)、僅由PID控制中的P控制構(gòu)成。這個P控制的Gain就叫做位置環(huán)增益（Pn100）。為了使目標位置和當前位置相一致而對輸出進行控制?？刂骗h(huán)的復(fù)習位置控制環(huán)位置控制環(huán)、是為了Servo能精度很好控制環(huán)的復(fù)習速度控制環(huán)速度控制環(huán)是為了讓Servo按照指令的目標速度旋轉(zhuǎn)而進行的控制。其處在中心的速度放大器、從目標速度和當前速度上計算出所需要的Motor加速度。速度放大器輸出＝＝加速度目標速度（指令值）－當前速度（反饋）ｔ（循環(huán)時間）速度控制環(huán)、僅由PID控制的PI控制構(gòu)成。這個P控制的Gain就叫做速度環(huán)增益（Pn101）、I控制的Gain就叫做速度環(huán)積分時間常數(shù)（Pn102）。為了使目標速度和當前速度相一致而對輸出進行控制。與位置控制環(huán)一樣、最終如下面的式子所示那樣對加速度進行計算。控制環(huán)的復(fù)習速度控制環(huán)速度控制環(huán)是為了讓Servo按照指令的控制環(huán)的復(fù)習轉(zhuǎn)矩控制環(huán)轉(zhuǎn)矩控制環(huán)、實際是控制Motor的最根本控制。通過控制Motor中所流過的電流、來控制與電流成比例的轉(zhuǎn)矩?？刂谱×宿D(zhuǎn)矩、也就能控制與轉(zhuǎn)矩成比例的加速度了。在同步Motor中、

電流＝ｋ×轉(zhuǎn)矩（ｋ為固定系數(shù)）

?比例關(guān)系在運動方程式中、

加速度＝慣性×轉(zhuǎn)矩

?

比例關(guān)系轉(zhuǎn)矩控制環(huán)、為了使電流值與目標相一致而進行的控制、是控制了轉(zhuǎn)矩、加速度。※實際的轉(zhuǎn)矩控制環(huán)、是結(jié)合轉(zhuǎn)子的永久

磁石的位置、控制的３相交流電壓、所以

在此之后有更為復(fù)雜的計算。轉(zhuǎn)矩控制環(huán)、由PID控制的P控制或者PI控制構(gòu)成。這個控制的Gain、是根據(jù)Motor而設(shè)定的、因此無需調(diào)節(jié)。所以、伺服驅(qū)動器里也沒有相關(guān)的調(diào)試參數(shù)?？刂骗h(huán)的復(fù)習轉(zhuǎn)矩控制環(huán)轉(zhuǎn)矩控制環(huán)、實際是控制Motor的最根伺服參數(shù)調(diào)試方法及原則伺服參數(shù)調(diào)試方法及原則伺服調(diào)試的方法：1、使用伺服調(diào)試軟件CX-Driver進行增益參數(shù)的自整定；2、使用伺服驅(qū)動器實時自整定功能調(diào)整增益參數(shù)；3、借助于CX-Driver軟件，手動調(diào)整伺服的增益參數(shù)；伺服調(diào)試的方法：1、使用伺服調(diào)試軟件CX-Driver進行增伺服增益參數(shù)調(diào)試原則：

伺服系統(tǒng)各參數(shù)之間總是相互制約的，如果只有位置回路增益增加，位置回路輸出的指令可能會變得不穩(wěn)定，以致整個伺服系統(tǒng)的反應(yīng)可能會變得不穩(wěn)定。通?？蓞⒄障铝胁襟E對系統(tǒng)進行調(diào)整：a）將位置環(huán)增益即先設(shè)在較低值，然后在不產(chǎn)生異常響聲和振動的前提下，逐漸增加速度環(huán)的增益至最大值。b）逐漸降低速度環(huán)增益值，同時加大位置環(huán)增益。在整個響應(yīng)無超調(diào)、無振動的前提下，將位置環(huán)增益設(shè)至最大。c）速度環(huán)積分時間常數(shù)取決于定位時間的長短，在機械系統(tǒng)不振動的前提下，盡量減小此值。

d）隨后對位置環(huán)增益、速度環(huán)增益及積分時間常數(shù)進行微調(diào)，找到最佳值。伺服增益參數(shù)調(diào)試原則：伺服系統(tǒng)各參數(shù)之間總是相互制約伺服參數(shù)Ⅰ：自動調(diào)整伺服參數(shù)Ⅰ：自動調(diào)整一、自動調(diào)整

自動調(diào)整功能、是對連接在電機上的負載的大小、也就是「慣性」進行測定、并將Gain調(diào)整至適合其慣性大小的功能。一、自動調(diào)整自動調(diào)整功能、是對連接在電機上的負載的大自動調(diào)整功能、是測定慣性并自動調(diào)整Gain。所以自動調(diào)整功能、可根據(jù)慣性的變化或是能否正確測定來區(qū)分使用。最后，確認調(diào)整結(jié)果是否理想，如果理想的話，那么自動調(diào)整就此結(jié)束；若不理想，進入手動調(diào)整過程。具體調(diào)整步驟如下：開始調(diào)整是否需要自動調(diào)整實時自動調(diào)諧設(shè)定實時自動調(diào)諧動作是否正常？寫入EEPROM調(diào)整結(jié)束手動調(diào)諧動作正常？是否是否是自動調(diào)整功能、是測定慣性并自動調(diào)整Gain。所以自動調(diào)整功能使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：1、將CX-Driver與伺服連接，在Tuning文件下，選擇“AutoTune”。使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：1、將CX-Dri使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：2、打開“AutoTune”窗口，如下：使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：2、打開“Auto使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：3、選擇調(diào)整模式，點擊“Next”使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：3、選擇調(diào)整模式，使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：4、選擇機械模型，并設(shè)定剛性。使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：4、選擇機械模型，5、設(shè)定相關(guān)的參數(shù)。5、設(shè)定相關(guān)的參數(shù)。6、啟動電機并開始自整定。注意：自整定過程可能會由于振動，導(dǎo)致參數(shù)無法正常整定結(jié)束。6、啟動電機并開始自整定。注意：自整定過程可能會由于振動，導(dǎo)7、將參數(shù)寫入到EEPROM。7、將參數(shù)寫入到EEPROM。二、參數(shù)實時自整定如果自整定過程因為振動導(dǎo)致自動調(diào)整無法正常結(jié)束，可以采用實時自整定功能調(diào)試伺服的增益參數(shù)。具體調(diào)試方法如下：1、選擇調(diào)整模式（Pn002）2、通過控制器，控制電機正反轉(zhuǎn)，通過修改伺服參數(shù)Pn003，設(shè)定機械剛性。在電機高速旋轉(zhuǎn)的過程中，實時自整定伺服的增益參數(shù)。二、參數(shù)實時自整定如果自整定過程因為振動導(dǎo)致自動調(diào)整以下情況可能導(dǎo)致實時自整定無法完成：以下情況可能導(dǎo)致實時自整定無法完成：伺服參數(shù)Ⅱ：手動調(diào)整伺服參數(shù)Ⅱ：手動調(diào)整24＜頻率成分?頻率特性的考慮方法＞為了能理解增益調(diào)整、如事先對頻率成分?頻率特性的相關(guān)考慮方法有所了解，會比較方便。一般的周期函數(shù)（重復(fù)的波形及動作）?可以正弦波的級數(shù)（頻率的不同正弦波的加法）來顯示。也就是說、Servo電機的動作、是頻率的不同的多個正弦波相加后的動作。24＜頻率成分?頻率特性的考慮方法＞25＜調(diào)試時重要的４個增益＞Servo里可進行各種各樣的增益調(diào)試。但是、主要調(diào)試的為以下4個增益：位置環(huán)增益：是偏差計數(shù)器輸出的倍率。僅為位置控制環(huán)的P控制。調(diào)整其P（比例）增益。速度積分時間常數(shù)：速度控制環(huán)為PI控制。調(diào)整其I（積分）增益。速度環(huán)增益：速度控制環(huán)為PI控制。調(diào)整其P（比例）增益。轉(zhuǎn)矩指令濾波時間常數(shù)：是抑制Motor轉(zhuǎn)矩變化的濾波器。Motor的最高響應(yīng)頻率為可變。25＜調(diào)試時重要的４個增益＞位置環(huán)增益：速度積分時間常數(shù)：＜最重要３個增益對頻率特性的影響＞除位置環(huán)增益外重要的３個增益、可使Servo的頻率特性產(chǎn)生變化。各個增益對頻率特性的影響如下所示?！贿^、因相位的特性較復(fù)雜在此忽視。＜最重要３個增益對頻率特性的影響＞＜增益調(diào)整的考慮方法＞增益、應(yīng)在不振動的前提下盡可能地調(diào)高。但是、也會有無論怎樣振動都會發(fā)生、增益無法調(diào)高的情況出現(xiàn)。此時、可以通過避開振動頻率，即「共振頻率」來進行調(diào)整。＜Servo與負載的共振＞Servo會振動、是因為Servo和負載發(fā)生共振而引起的。特別是、在負載的共振點發(fā)生振動?！舱顸c：與吉他的弦同理、在不同的長度、材質(zhì)、張力下必然會有易產(chǎn)生振動的頻率。＜避開共振的調(diào)整＞通過CX-Driver來測定速度or轉(zhuǎn)矩的波形、測得振動的周期后、就能馬上得出共振的頻率。所以、將這個共振頻率的增益在Servo側(cè)設(shè)低后就能止住振動。＜增益調(diào)整的考慮方法＞＜Servo與負載的共振＞＜避開共振＜陥波濾波器?制振控制的調(diào)整＞無論是陥波濾波器還是制振控制、雖然控制方法不同、但基本的考慮方法都是一樣的。將振動頻率的增益局部調(diào)低?？梢赃_到既不振動、增益設(shè)定又非常高的效果。＜陥波濾波器?制振控制的效果＞將共振部分的增益、設(shè)定為完全相反的負增益以此來打消?？蓪崿F(xiàn)增益整體較高的設(shè)定、還能提高響應(yīng)性。＜陥波濾波器?制振控制的調(diào)整＞開始調(diào)整將實時自動調(diào)整設(shè)定為無效調(diào)整（Pn002=0）默認參數(shù)，以常規(guī)動作模式、負載進行運行是否滿足了定位時間等性能的要求？調(diào)整結(jié)束增大速度環(huán)增益（Pn101），直到伺服鎖定時不發(fā)生獵振。減少速度環(huán)積分時間常數(shù)（Pn102），直到伺服鎖定時不發(fā)生獵振。電機運行時有無獵振（振動）？增大位置環(huán)增益（Pn100），直到不發(fā)生超調(diào)。通過參數(shù)寫入模式寫入EEPROM。調(diào)整結(jié)束減少速度環(huán)增益（Pn101）增大速度環(huán)積分時間常數(shù)（Pn102）增大轉(zhuǎn)矩指令濾波時間常數(shù)（Pn104）設(shè)定第一陷波濾波器頻率設(shè)定（Pn201）第二陷波濾波器頻率設(shè)定（Pn204）第三陷波濾波器頻率設(shè)定（Pn207）第四陷波濾波器頻率設(shè)定（Pn210）中的振動頻率。多次調(diào)整仍無法消除振動時或者定位延遲時：手動調(diào)整的具體步驟如下：開始調(diào)整將實時自動調(diào)整設(shè)定為無效調(diào)整（Pn002=0）默認參手動調(diào)試過程中，要借助CX-Driver的DataTace功能，監(jiān)視伺服的指令速度曲線和實際速度曲線。如下圖：30手動調(diào)試過程中，要借助CX-Driver的DataTace功調(diào)試伺服參數(shù)的目的，是伺服響應(yīng)性最高，即伺服的指令速度曲線和實際速度曲線重合（前提是速度曲線不能有波動）。如下圖：31調(diào)試伺服參數(shù)的目的，是伺服響應(yīng)性最高，即伺服的指令速度曲線和僅靠調(diào)整位置環(huán)增益、速度環(huán)增益、速度環(huán)積分時間常數(shù)，不一定能將伺服的指令速度曲線和實際速度曲線重合，這個時候需要加上速度前饋值。如下圖：僅靠調(diào)整位置環(huán)增益、速度環(huán)增益、速度環(huán)積分時間常數(shù)，不一定能伺服調(diào)試過程中的問題解決伺服調(diào)試過程中的問題解決1、定位位置偏差過大時（伺服報警24時），需要手動調(diào)整速度前饋增益參數(shù)（Pn110），如下圖：存在位置偏差，最大4000個脈沖左右。存在位置偏差，最大4000個脈沖左右。1、定位位置偏差過大時（伺服報警24時），需要手動調(diào)整速度存2、當出現(xiàn)由于電子齒輪比設(shè)定過大引起的電機抖動現(xiàn)場時，需要手動調(diào)整位置指令濾波器（Pn222），如下圖：2、當出現(xiàn)由于電子齒輪比設(shè)定過大引起的電機抖動現(xiàn)場時，需要手3、多軸伺服同步的調(diào)試方法（2軸伺服為例）。前提保證X軸和Y軸伺服響應(yīng)性一致。如何判斷2軸伺服的響應(yīng)性一致？使用CX-Driver監(jiān)視伺服的速度曲線圖，如果二者從零加速到最大速度時間大致相等，則表示二者響應(yīng)性基本一致。3、多軸伺服同步的調(diào)試方法（2軸伺服為例）。前提保證X軸和Y3、多軸伺服同步的調(diào)試方法（2軸伺服為例）。前提保證X軸和Y軸伺服響應(yīng)性一致。如何調(diào)試2軸伺服的響應(yīng)性一致？?位置環(huán)增益設(shè)為相同的值。

設(shè)備急速加速的話，會遭到最終用戶不好的評價，所以將位置環(huán)增益仍保持當前值，不做變更。?沒有使用前饋。①因為X軸的響應(yīng)性較低，所以對Ｘ軸響應(yīng)性進行改善?速度環(huán)增益：加大速度積分時間常數(shù)：減小轉(zhuǎn)矩指令濾波器時間常數(shù)：減?、冢佥S響應(yīng)性的改善?速度環(huán)增益：加大速度積分時間常數(shù)：減小轉(zhuǎn)矩指令濾波器時間常數(shù)：減?、郏佥S響應(yīng)性因為機械共振的原因，無法提高至Ｘ軸響應(yīng)性，所以把Ｘ軸響應(yīng)性跟著Ｙ軸響應(yīng)性做修改。?Ｘ軸速度環(huán)增益：減小速度積分時間常數(shù)：減小轉(zhuǎn)矩指令濾波器時間常數(shù)：減小3、多軸伺服同步的調(diào)試方法（2軸伺服為例）。前提保證X軸和Y4、定位完成的問題

＜現(xiàn)

象＞這個問題、在客戶的Application中會以以下的現(xiàn)象顯現(xiàn)?！馭ervo的動作結(jié)束后、到下一次的Servo動作開始前所耗費的時間較長。●Servo的連續(xù)動作突然中途停止不動了。但是又沒錯誤代碼顯示。＜原

因＞如果Servo的增益調(diào)整不足、定位完成信號的輸出就會有延遲、甚至不輸出。通過CX-Driver來確認定位完成信號的狀況、如果有問題要對增益進行調(diào)整或者把定位完成的寬度設(shè)大。＜定位完成信號＞定位完成信號、是顯示Servo的１個動作完成的信號。確認動作是在定位完成寬度(Pn431)中所設(shè)定的定位完成精度內(nèi)停止并輸出。如果增益調(diào)整不足、此輸出的至實際輸出為止的時間就會變長。在垂直軸中有重力等外力的情況時、摩擦非常大的負載情況時、就可能會出現(xiàn)定位完成信號不被輸出、就這樣停在那里的現(xiàn)象。Motor速度約4ms約200ms以上增益調(diào)整不足時增益調(diào)整最佳時時間4、定位完成的問題＜現(xiàn)象＞＜定位完成信號＞Motor速5、過載檢出的問題Servo電機有額定轉(zhuǎn)矩、超過這個值連續(xù)使用的話電機就會燒損。保護其不被燒損的就是過載檢出（Err.16）。Servo電機的最大轉(zhuǎn)矩可以輸出至額定轉(zhuǎn)矩的300%、其會在Driver內(nèi)部對電機內(nèi)部溫度進行計算、達到一定量以上就檢出。＜Motor種類和內(nèi)部界限溫度＞Motor通過絕緣等級的標識、對內(nèi)部最大溫度做了規(guī)定。G-series的電機有以下2種種類。●B種（750W以下）：最大130℃?電機表面溫度最大上升至約80℃左右。●F種（900W以上）：最大155℃?電機表面溫度最大上升至約100℃左右。由繞線溫度決定過載檢出特性＜檢測出過載時＞正常動作中檢測出過載時、請把它判斷為實際就是呈過載狀態(tài)了。如果是伺服內(nèi)部故障是無法正常動作的。?加長加減速時間。?減低負載的大小。?交換成更大容量的Servo?！撦d量請以監(jiān)控功能的過載負載率來確認。

看對于100%來說還有多少余量來做判斷。5、過載檢出的問題Servo電機有額定轉(zhuǎn)矩、超過這個值連續(xù)使6、過電壓檢出的問題Motor在使負載減速及使負載落下時、Motor其實會變?yōu)榘l(fā)電機，電氣會返回至ServoDriver里。這個現(xiàn)象就叫做「再生」。如果再生量較大、ServoDriver內(nèi)部就無法積蓄電氣、從而檢測出過電壓（Err.12）。再生處理、是把返回的電氣使之流至電阻上、防止檢測出過電壓（Err.12）。位置能量Motor將負載提升至高處時、位置能量就會被積蓄。負載在落下時、位置能量通過Motor被返回。運動能量Motor在移動時、能量會被積蓄。在負載停止時、運動能量通過Motor被返回。M輸出電阻再生處理再生能量（發(fā)電能量）會被積蓄在Driver的電容里。如果一直積蓄上去、電容端子間的電壓就會上升、從而導(dǎo)至過電壓。使再生處理回路工作、放出一定量以上的再生能量。再生能量電容充電?電壓上升?檢出過電壓再生處理回路6、過電壓檢出的問題Motor在使負載減速及使負載落下時、M7、不動作or位置偏離的問題＜現(xiàn)

象＞在Servo的調(diào)試時經(jīng)常會發(fā)生的問題。●已經(jīng)給了動作指令但Servo不動作。●實際的移動量與指令的移動量不符。這種現(xiàn)象的原因有各種各樣。在這里講解一下原因和區(qū)分方法。＜原因的區(qū)分方法及其原因＞可照以下的方法來區(qū)分并調(diào)查原因。監(jiān)控功能：確認指令脈沖相和●指令脈沖為零當然伺服就不會動了。通過萬用表來查明原因部分。①控制器PRGM②控制器輸出回路故障③控制器?Servo間的接線④伺服的輸入回路故障⑤接線部的電源異常Motor負載DriverControllerPulse輸入回路Pulse輸出回路●指令的量和指令脈沖不同受電氣噪音影響的可能性較大。?控制器?Servo間的接線上

使用屏蔽電纜、并將兩端的屏蔽

接地?！袢绻恢玫钠x量時常為一定or一定倍率時可考慮以下2點。?因電子齒輪及控制器輸出倍率的

設(shè)定錯誤而發(fā)生。?在原點搜索時也會有原點偏離的情

況。原點近傍接近于電機Z相時、根據(jù)不同的時間、可能會產(chǎn)生原點偏

離1圈。

對原點近傍的位置做調(diào)整。7、不動作or位置偏離的問題＜現(xiàn)象＞＜原因的區(qū)分方法及其8、異常的大振動的問題＜現(xiàn)

象＞Servo在動作時、產(chǎn)生異常的大振動、無法正常動作的情況也會有發(fā)生。依靠增益調(diào)整、無法止住這個振動?！耠S機的振動●突然開始振動●電機有滑動的感覺。＜原因＞電機的３相動力線中的１相產(chǎn)生了斷線、轉(zhuǎn)子的永久磁石的位置無法被識別（磁極識別錯誤）時會發(fā)生以上現(xiàn)象。●３相動力線的斷線?確認接線、修正斷線部分。●磁極識別錯誤?編碼器信號沒有被正常識別。

編碼器電纜必須要使用屏蔽線、屏蔽線的兩端要接地。UＶ相VWV’W’0π

ωｔ2π1cycle（電流）三相交流磁界方向Ｕ相U＜異常振動的理由＞Servo電機如下圖所示，將旋轉(zhuǎn)磁場位置與轉(zhuǎn)子的永久磁石的位置對準后進地輸出?！袢绻麆恿€有斷線就無法形成正常的旋轉(zhuǎn)磁場、在與轉(zhuǎn)子的永久磁石間產(chǎn)生了偏離從而振動?！馭ervo電機的編碼器信號的

中間、有顯示轉(zhuǎn)子的永久磁

石位置的信號。

如果接線不對就無法識別此信號、在旋轉(zhuǎn)磁場和永久磁

石間產(chǎn)生偏離從而振動。8、異常的大振動的問題＜現(xiàn)象＞UＶ相VWV’W’0πωｔ最后我們會通過全新Sysmac家族機器自動化控制器、

繼續(xù)提供更高層的機器控制解決方案。43最后我們會通過全新Sysmac家族機器自動化控制器、

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應(yīng)用課44伺服調(diào)試說明1主要內(nèi)容：1、伺服控制環(huán)的介紹2、伺服參數(shù)的調(diào)試方法及原則3、伺服調(diào)試Ⅰ：自動調(diào)整4、伺服調(diào)試Ⅱ：手動調(diào)整5、伺服調(diào)試中的問題解決主要內(nèi)容：伺服控制環(huán)的介紹伺服控制環(huán)的介紹控制環(huán)的復(fù)習Servo的3個控制環(huán)在ServoDriver內(nèi)部、進行著３個反饋控制（PID控制）。由位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制這３個控制、最終控制輸出到Motor的電流、自由自在地控制住Motor。Analog轉(zhuǎn)矩輸入Analog速度輸入FF控制位置控制環(huán)速度控制環(huán)轉(zhuǎn)矩控制環(huán)控制Motor的旋轉(zhuǎn)量（位置）控制Motor的速度控制Motor的轉(zhuǎn)矩控制環(huán)的復(fù)習Servo的3個控制環(huán)在ServoDriver控制環(huán)的復(fù)習位置控制環(huán)位置控制環(huán)、是為了Servo能精度很好地完成定位而進行的控制。其處在中心的偏差計數(shù)器、從目標位置和當前位置上計算出Motor應(yīng)該旋轉(zhuǎn)的速度。在偏差計數(shù)器里、每１循環(huán)時間ｔ中都在計算下述2個值的差、最終如下面的式子所示那樣對速度進行計算。指令脈沖量

?由偏差計數(shù)器計數(shù) ?目標位置反饋脈沖量

?由偏差計數(shù)器計數(shù) ?當前位置※目標位置和當前位置的偏差量必然是偏差計數(shù)器中保留的量。偏差計數(shù)器值＝＝速度目標位置－當前位置ｔ（循環(huán)時間）位置控制環(huán)、僅由PID控制中的P控制構(gòu)成。這個P控制的Gain就叫做位置環(huán)增益（Pn100）。為了使目標位置和當前位置相一致而對輸出進行控制?？刂骗h(huán)的復(fù)習位置控制環(huán)位置控制環(huán)、是為了Servo能精度很好控制環(huán)的復(fù)習速度控制環(huán)速度控制環(huán)是為了讓Servo按照指令的目標速度旋轉(zhuǎn)而進行的控制。其處在中心的速度放大器、從目標速度和當前速度上計算出所需要的Motor加速度。速度放大器輸出＝＝加速度目標速度（指令值）－當前速度（反饋）ｔ（循環(huán)時間）速度控制環(huán)、僅由PID控制的PI控制構(gòu)成。這個P控制的Gain就叫做速度環(huán)增益（Pn101）、I控制的Gain就叫做速度環(huán)積分時間常數(shù)（Pn102）。為了使目標速度和當前速度相一致而對輸出進行控制。與位置控制環(huán)一樣、最終如下面的式子所示那樣對加速度進行計算?？刂骗h(huán)的復(fù)習速度控制環(huán)速度控制環(huán)是為了讓Servo按照指令的控制環(huán)的復(fù)習轉(zhuǎn)矩控制環(huán)轉(zhuǎn)矩控制環(huán)、實際是控制Motor的最根本控制。通過控制Motor中所流過的電流、來控制與電流成比例的轉(zhuǎn)矩?？刂谱×宿D(zhuǎn)矩、也就能控制與轉(zhuǎn)矩成比例的加速度了。在同步Motor中、

電流＝ｋ×轉(zhuǎn)矩（ｋ為固定系數(shù)）

?比例關(guān)系在運動方程式中、

加速度＝慣性×轉(zhuǎn)矩

?

比例關(guān)系轉(zhuǎn)矩控制環(huán)、為了使電流值與目標相一致而進行的控制、是控制了轉(zhuǎn)矩、加速度。※實際的轉(zhuǎn)矩控制環(huán)、是結(jié)合轉(zhuǎn)子的永久

磁石的位置、控制的３相交流電壓、所以

在此之后有更為復(fù)雜的計算。轉(zhuǎn)矩控制環(huán)、由PID控制的P控制或者PI控制構(gòu)成。這個控制的Gain、是根據(jù)Motor而設(shè)定的、因此無需調(diào)節(jié)。所以、伺服驅(qū)動器里也沒有相關(guān)的調(diào)試參數(shù)。控制環(huán)的復(fù)習轉(zhuǎn)矩控制環(huán)轉(zhuǎn)矩控制環(huán)、實際是控制Motor的最根伺服參數(shù)調(diào)試方法及原則伺服參數(shù)調(diào)試方法及原則伺服調(diào)試的方法：1、使用伺服調(diào)試軟件CX-Driver進行增益參數(shù)的自整定；2、使用伺服驅(qū)動器實時自整定功能調(diào)整增益參數(shù)；3、借助于CX-Driver軟件，手動調(diào)整伺服的增益參數(shù)；伺服調(diào)試的方法：1、使用伺服調(diào)試軟件CX-Driver進行增伺服增益參數(shù)調(diào)試原則：

伺服系統(tǒng)各參數(shù)之間總是相互制約的，如果只有位置回路增益增加，位置回路輸出的指令可能會變得不穩(wěn)定，以致整個伺服系統(tǒng)的反應(yīng)可能會變得不穩(wěn)定。通常可參照下列步驟對系統(tǒng)進行調(diào)整：a）將位置環(huán)增益即先設(shè)在較低值，然后在不產(chǎn)生異常響聲和振動的前提下，逐漸增加速度環(huán)的增益至最大值。b）逐漸降低速度環(huán)增益值，同時加大位置環(huán)增益。在整個響應(yīng)無超調(diào)、無振動的前提下，將位置環(huán)增益設(shè)至最大。c）速度環(huán)積分時間常數(shù)取決于定位時間的長短，在機械系統(tǒng)不振動的前提下，盡量減小此值。

d）隨后對位置環(huán)增益、速度環(huán)增益及積分時間常數(shù)進行微調(diào)，找到最佳值。伺服增益參數(shù)調(diào)試原則：伺服系統(tǒng)各參數(shù)之間總是相互制約伺服參數(shù)Ⅰ：自動調(diào)整伺服參數(shù)Ⅰ：自動調(diào)整一、自動調(diào)整

自動調(diào)整功能、是對連接在電機上的負載的大小、也就是「慣性」進行測定、并將Gain調(diào)整至適合其慣性大小的功能。一、自動調(diào)整自動調(diào)整功能、是對連接在電機上的負載的大自動調(diào)整功能、是測定慣性并自動調(diào)整Gain。所以自動調(diào)整功能、可根據(jù)慣性的變化或是能否正確測定來區(qū)分使用。最后，確認調(diào)整結(jié)果是否理想，如果理想的話，那么自動調(diào)整就此結(jié)束；若不理想，進入手動調(diào)整過程。具體調(diào)整步驟如下：開始調(diào)整是否需要自動調(diào)整實時自動調(diào)諧設(shè)定實時自動調(diào)諧動作是否正常？寫入EEPROM調(diào)整結(jié)束手動調(diào)諧動作正常？是否是否是自動調(diào)整功能、是測定慣性并自動調(diào)整Gain。所以自動調(diào)整功能使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：1、將CX-Driver與伺服連接，在Tuning文件下，選擇“AutoTune”。使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：1、將CX-Dri使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：2、打開“AutoTune”窗口，如下：使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：2、打開“Auto使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：3、選擇調(diào)整模式，點擊“Next”使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：3、選擇調(diào)整模式，使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：4、選擇機械模型，并設(shè)定剛性。使用CX-Driver實現(xiàn)伺服參數(shù)自整定：4、選擇機械模型，5、設(shè)定相關(guān)的參數(shù)。5、設(shè)定相關(guān)的參數(shù)。6、啟動電機并開始自整定。注意：自整定過程可能會由于振動，導(dǎo)致參數(shù)無法正常整定結(jié)束。6、啟動電機并開始自整定。注意：自整定過程可能會由于振動，導(dǎo)7、將參數(shù)寫入到EEPROM。7、將參數(shù)寫入到EEPROM。二、參數(shù)實時自整定如果自整定過程因為振動導(dǎo)致自動調(diào)整無法正常結(jié)束，可以采用實時自整定功能調(diào)試伺服的增益參數(shù)。具體調(diào)試方法如下：1、選擇調(diào)整模式（Pn002）2、通過控制器，控制電機正反轉(zhuǎn)，通過修改伺服參數(shù)Pn003，設(shè)定機械剛性。在電機高速旋轉(zhuǎn)的過程中，實時自整定伺服的增益參數(shù)。二、參數(shù)實時自整定如果自整定過程因為振動導(dǎo)致自動調(diào)整以下情況可能導(dǎo)致實時自整定無法完成：以下情況可能導(dǎo)致實時自整定無法完成：伺服參數(shù)Ⅱ：手動調(diào)整伺服參數(shù)Ⅱ：手動調(diào)整67＜頻率成分?頻率特性的考慮方法＞為了能理解增益調(diào)整、如事先對頻率成分?頻率特性的相關(guān)考慮方法有所了解，會比較方便。一般的周期函數(shù)（重復(fù)的波形及動作）?可以正弦波的級數(shù)（頻率的不同正弦波的加法）來顯示。也就是說、Servo電機的動作、是頻率的不同的多個正弦波相加后的動作。24＜頻率成分?頻率特性的考慮方法＞68＜調(diào)試時重要的４個增益＞Servo里可進行各種各樣的增益調(diào)試。但是、主要調(diào)試的為以下4個增益：位置環(huán)增益：是偏差計數(shù)器輸出的倍率。僅為位置控制環(huán)的P控制。調(diào)整其P（比例）增益。速度積分時間常數(shù)：速度控制環(huán)為PI控制。調(diào)整其I（積分）增益。速度環(huán)增益：速度控制環(huán)為PI控制。調(diào)整其P（比例）增益。轉(zhuǎn)矩指令濾波時間常數(shù)：是抑制Motor轉(zhuǎn)矩變化的濾波器。Motor的最高響應(yīng)頻率為可變。25＜調(diào)試時重要的４個增益＞位置環(huán)增益：速度積分時間常數(shù)：＜最重要３個增益對頻率特性的影響＞除位置環(huán)增益外重要的３個增益、可使Servo的頻率特性產(chǎn)生變化。各個增益對頻率特性的影響如下所示。※不過、因相位的特性較復(fù)雜在此忽視。＜最重要３個增益對頻率特性的影響＞＜增益調(diào)整的考慮方法＞增益、應(yīng)在不振動的前提下盡可能地調(diào)高。但是、也會有無論怎樣振動都會發(fā)生、增益無法調(diào)高的情況出現(xiàn)。此時、可以通過避開振動頻率，即「共振頻率」來進行調(diào)整。＜Servo與負載的共振＞Servo會振動、是因為Servo和負載發(fā)生共振而引起的。特別是、在負載的共振點發(fā)生振動?！舱顸c：與吉他的弦同理、在不同的長度、材質(zhì)、張力下必然會有易產(chǎn)生振動的頻率。＜避開共振的調(diào)整＞通過CX-Driver來測定速度or轉(zhuǎn)矩的波形、測得振動的周期后、就能馬上得出共振的頻率。所以、將這個共振頻率的增益在Servo側(cè)設(shè)低后就能止住振動。＜增益調(diào)整的考慮方法＞＜Servo與負載的共振＞＜避開共振＜陥波濾波器?制振控制的調(diào)整＞無論是陥波濾波器還是制振控制、雖然控制方法不同、但基本的考慮方法都是一樣的。將振動頻率的增益局部調(diào)低?？梢赃_到既不振動、增益設(shè)定又非常高的效果。＜陥波濾波器?制振控制的效果＞將共振部分的增益、設(shè)定為完全相反的負增益以此來打消?？蓪崿F(xiàn)增益整體較高的設(shè)定、還能提高響應(yīng)性。＜陥波濾波器?制振控制的調(diào)整＞開始調(diào)整將實時自動調(diào)整設(shè)定為無效調(diào)整（Pn002=0）默認參數(shù)，以常規(guī)動作模式、負載進行運行是否滿足了定位時間等性能的要求？調(diào)整結(jié)束增大速度環(huán)增益（Pn101），直到伺服鎖定時不發(fā)生獵振。減少速度環(huán)積分時間常數(shù)（Pn102），直到伺服鎖定時不發(fā)生獵振。電機運行時有無獵振（振動）？增大位置環(huán)增益（Pn100），直到不發(fā)生超調(diào)。通過參數(shù)寫入模式寫入EEPROM。調(diào)整結(jié)束減少速度環(huán)增益（Pn101）增大速度環(huán)積分時間常數(shù)（Pn102）增大轉(zhuǎn)矩指令濾波時間常數(shù)（Pn104）設(shè)定第一陷波濾波器頻率設(shè)定（Pn201）第二陷波濾波器頻率設(shè)定（Pn204）第三陷波濾波器頻率設(shè)定（Pn207）第四陷波濾波器頻率設(shè)定（Pn210）中的振動頻率。多次調(diào)整仍無法消除振動時或者定位延遲時：手動調(diào)整的具體步驟如下：開始調(diào)整將實時自動調(diào)整設(shè)定為無效調(diào)整（Pn002=0）默認參手動調(diào)試過程中，要借助CX-Driver的DataTace功能，監(jiān)視伺服的指令速度曲線和實際速度曲線。如下圖：73手動調(diào)試過程中，要借助CX-Driver的DataTace功調(diào)試伺服參數(shù)的目的，是伺服響應(yīng)性最高，即伺服的指令速度曲線和實際速度曲線重合（前提是速度曲線不能有波動）。如下圖：74調(diào)試伺服參數(shù)的目的，是伺服響應(yīng)性最高，即伺服的指令速度曲線和僅靠調(diào)整位置環(huán)增益、速度環(huán)增益、速度環(huán)積分時間常數(shù)，不一定能將伺服的指令速度曲線和實際速度曲線重合，這個時候需要加上速度前饋值。如下圖：僅靠調(diào)整位置環(huán)增益、速度環(huán)增益、速度環(huán)積分時間常數(shù)，不一定能伺服調(diào)試過程中的問題解決伺服調(diào)試過程中的問題解決1、定位位置偏差過大時（伺服報警24時），需要手動調(diào)整速度前饋增益參數(shù)（Pn110），如下圖：存在位置偏差，最大4000個脈沖左右。存在位置偏差，最大4000個脈沖左右。1、定位位置偏差過大時（伺服報警24時），需要手動調(diào)整速度存2、當出現(xiàn)由于電子齒輪比設(shè)定過大引起的電機抖動現(xiàn)場時，需要手動調(diào)整位置指令濾波器（Pn222），如下圖：2、當出現(xiàn)由于電子齒輪比設(shè)定過大引起的電機抖動現(xiàn)場時，需要手3、多軸伺服同步的調(diào)試方法（2軸伺服為例）。前提保證X軸和Y軸伺服響應(yīng)性一致。如何判斷2軸伺服的響應(yīng)性一致？使用CX-Driver監(jiān)視伺服的速度曲線圖，如果二者從零加速到最大速度時間大致相等，則表示二者響應(yīng)性基本一致。3、多軸伺服同步的調(diào)試方法（2軸伺服為例）。前提保證X軸和Y3、多軸伺服同步的調(diào)試方法（2軸伺服為例）。前提保證X軸和Y軸伺服響應(yīng)性一致。如何調(diào)試2軸伺服的響應(yīng)性一致？?位置環(huán)增益設(shè)為相同的值。

設(shè)備急速加速的話，會遭到最終用戶不好的評價，所以將位置環(huán)增益仍保持當前值，不做變更。?沒有使用前饋。①因為X軸的響應(yīng)性較低，所以對Ｘ軸響應(yīng)性進行改善?速度環(huán)增益：加大速度積分時間常數(shù)：減小轉(zhuǎn)矩指令濾波器時間常數(shù)：減?、冢佥S響應(yīng)性的改善?速度環(huán)增益：加大速度積分時間常數(shù)：減小轉(zhuǎn)矩指令濾波器時間常數(shù)：減小③Ｙ軸響應(yīng)性因為機械共振的原因，無法提高至Ｘ軸響應(yīng)性，所以把Ｘ軸響應(yīng)性跟著Ｙ軸響應(yīng)性做修改。?Ｘ軸速度環(huán)增益：減小速度積分時間常數(shù)：減小轉(zhuǎn)矩指令濾波器時間常數(shù)：減小3、多軸伺服同步的調(diào)試方法（2軸伺服為例）。前提保證X軸和Y4、定位完成的問題

＜現(xiàn)

象＞這個問題、在客戶的Application中會以以下的現(xiàn)象顯現(xiàn)?！馭ervo的動作結(jié)束后、到下一次的Servo動作開始前所耗費的時間較長。●Servo的連續(xù)動作突然中途停止不動了。但是又沒錯誤代碼顯示。＜原

因＞如果Servo的增益調(diào)整不足、定位完成信號的輸出就會有延遲、甚至不輸出。通過CX-Driver來確認定位完成信號的狀況、如果有問題要對增益進行調(diào)整或者把定位完成的寬度設(shè)大。＜定位完成信號＞定位完成信號、是顯示Servo的１個動作完成的信號。確認動作是在定位完成寬度(Pn431)中所設(shè)定的定位完成精度內(nèi)停止并輸出。如果增益調(diào)整不足、此輸出的至實際輸出為止的時間就會變長。在垂直軸中有重力等外力的情況時、摩擦非常大的負載情況時、就可能會出現(xiàn)定位完成信號不被輸出、就這樣停在那里的現(xiàn)象。Motor速度約4ms約200ms以上增益調(diào)整不足時增益調(diào)整最佳時時間4、定位完成的問題＜現(xiàn)象＞＜定位完成信號＞Motor速5、過載檢出的問題Servo電機有額定轉(zhuǎn)矩、超過這個值連續(xù)使用的話電機就會燒損。保護其不被燒損的就是過載檢出（Err.16）。Servo電機的最大轉(zhuǎn)矩可以輸出至額定轉(zhuǎn)矩的300%、其會在Driver內(nèi)部對電機內(nèi)部溫度進行計算、達到一定量以上就檢出。＜Motor種類和內(nèi)部界限溫度＞Motor通過絕緣等級的標識、對內(nèi)部最大溫度做了規(guī)定。G-series的電機有以下2種種類?！馚種（750W以下）：最大130℃?電機表面溫度最大上升至約80℃左右。●F種（900W以上）：最大155℃?電機表面溫度最大上升至約100℃左右。由繞線溫度決定過載檢出特性＜檢測出過載時＞正常動作中檢測出過載時、請把它判斷為實際就是呈過載狀態(tài)了。如果是伺服內(nèi)部故障是無法正常動作的。?加長加減速時間。?減低負載的大小。?交換成更大容量的Servo。※負載量請以監(jiān)控功能的過載負載率來確認。

看對于100%來說還有多少余量來做判斷。5、過載檢出的問題Servo電機有額定轉(zhuǎn)矩、超過這個值連續(xù)使6、過電壓檢出的問題Motor在使負載減速及使負載落下時、Motor其實會變?yōu)榘l(fā)電機，電氣會返回至ServoDriver里。這個現(xiàn)象就叫做「再生」。如果再生量較大、ServoDriver內(nèi)部就無法積蓄電氣、從而檢測出過電壓（Err.12）。再生處理、是把返回的電氣使之流至電阻上、防止檢測出過電壓（Err.12）。位置能量Motor將負載提升至高處時、位置能量就會被積