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埃姆依(武漢)系統工程有限公司

伺服電機的伺服增益調整

2018-10-16 11:20

  眾所周知,伺服是由3個反饋系統構成:位置環、速度環、電流環,越是內側的環,越需要提高其響應性,不遵守該原則,則會產生偏差和震動。由于電流環是最內側的環,以確保了其充分的響應性,所以我們只需要調整位置環和速度環即可。調整的主要參數是:位置環增益、速度環增益、速度積分時間常數。下面做個簡單的介紹!
 
  位置環增益:
 
  是決定對指令位置跟隨性的參數。與工件表面的優劣有密切關系,僅在驅動器工作在位置方式時有效,當伺服電機停止運行時,增加位置環比例增益,能提高伺服電機的剛性,即鎖機力度。
 
  伺服系統的響應性取決于位置環增益,提高位置環增益,位置環響應和切屑精度都會改善,同時減少調整時間和循環時間
 
  但位置環增益又受限于速度環特性和機械特性。為了提高響應性,如果僅提高位置環增益,作為伺服系統的整體的響應,容易產生震動,所以請一邊注意響應性一邊提高速度環增益。
 
  特點:位置環增益提高,響應性越高,定位時間越短。過大會引起震動和超調
 
  調整原則:
 
  在保證位置環系統穩定工作,位置不超差(過沖)的前提下,增大位置環的增益,以減小位置滯后量。簡單的方法,提高位置環增益直至過沖,然后再降低位置環增益,即為剛度較好的位置環增益
 
  速度環比例增益、速度積分時間常數
 
  速度環比例增益、速度積分時間常數僅對電機在運行時(有速度)起作用。速度環比例增益的大小,影響電機速度的響應快慢,為了縮短調整時間,需要提高速度環增益,控制超程或行程不足。速度環積分時間常數的大小,影響電機穩態速度誤差的大小及速度環系統的穩定性。當伺服電機帶上實際負荷時,由于實際負載轉矩和負載慣量與缺省參數值設置時并不相符,速度環的帶寬會變窄,如果此時的速度環帶寬滿足需求,沒有發生電機速度爬行或振蕩等現象,可以不調整速度環的比例增益及積分時間常數。如果實際負荷使電機工作不穩定,發生爬行或振蕩現象,或者現有的速度環帶寬不理想,則需要對速度環的比例增益、積分時間常數進行調整。
 
  速度環參數調整的原則:是保證速度環系統穩定,不振蕩的前提下,使速度環響應最快,并且系統穩定工作。簡單的方法是,提高速度環的比例增益,直至系統發生振蕩,然后再降低一點速度環的比例增益,即為剛度較好速度環比例增益。
 
  速度環積分時間常數:
 
  對于伺服系統來說為延遲因素,因此設定過大會延長定位時間,使響應性變差,當慣量較大有震動時若不加大,機械又會出現震動,要根據實際情況來調,設定的比較小,在定位時雖然偏差脈沖可能會更接近于0,但是達到穩定狀態所需的時間可能會變長。
 
  速度環積分時間常數調整的原則:
 
  為了保證系統穩定的工作,應該調整速度環積分時間常數。調整的原則是,負載慣量折算到電機軸上的值與電機轉子慣量的倍數越大,速度環積分時間常數的值應增加越大。
 
  速度環積分時間常數的提高,需相應的提高速度環比例增益,以提高速度環的響應時間。這二個參數的調整,是一個反復的過程,需要對負載準確的認識與經驗。

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