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伺服增益的分类和影响

分类:
常见问题
2019/08/21 17:02

增益可以简单的理解为放大倍数。

伺服增益是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。

机械本身的结构对伺服增益的调整有重要影响,如果机械本身的刚性比较好(磨床丝杆传动),伺服的相关增益则可以设置较高。如果机械本身的刚性偏柔(料道同步带),伺服的相关增益则设置的不要太高。

伺服速度、位置增益参数关系及总的调试思路:

伺服驱动器包括三个反馈环节:位置环、速度环、电流环。最内环(电流环)的反应速度最快,中间环节(速度环)的反应速度必须高于最外环(位置环)。如果不遵守此原则,将会造成电机运转的震动或反映不良。伺服驱动器的设计可尽量确保电流环具备良好的反应性能,故用户只需调整位置位置环、速度环的增益即可。

位置环的反应不能快于速度环的反应。因此,若需增加位置环的增益,必须先增加速度环的增益。如果只增加位置环的增益,电机很可能产生震动,从而将会造成速度指令及定位时间的增加,而非期望的减少。

速度环增益

增大速度环比例增益,则能降低转速脉动的变化量,提高伺服驱动系统的硬度,保证系统稳态及瞬态运行时的性能。但是在实际系统中,速度环比例增益不能过大,否则将引起整个伺服驱动系统振荡。

速度环参数调节与负载惯量的关系

当负载对象的转动惯量与电动机的转动惯量之比较大,以及负载的摩擦转矩比较大时,宜增大速度环比例增益和速度环积分时间常数,以满足运行稳定性的要求。

当负载对象的转动惯量与电动机的转动惯量之比较小,以及负载的摩擦转矩较小时,宜减小速度环比例增益和速度换积分时间常数,保证低速运行时的速度控制精度。

位置环增益

位置环增益与伺服电机以及机械负载有着密切的联系,通常伺服系统的位置环增益越高,电机速度对于位置指令响应的延时减小,位置跟踪误差愈小,定位所需时间越短,但要求对应的机械系统的刚性与自然频率也必须很高。而且当输入的位置突变时,其输出变化剧烈,机械负载要承受较大的冲击。此时,驱动器必须进行升降速处理或通过上位机用编程措施来缓冲这种变化。

当伺服系统位置环增益相对较小时,调整起来比较方便,因为位置环增益小,伺服系统容易稳定,对大负载对象,调整要简单些。同时,低位置环增益的伺服系统频带叫窄,对噪音不敏感。因此,作为伺服进给用时,位置的微观变化小,但低位置环增益的伺服系统位置跟踪误差较大,进行轮廓加工时,会在轨迹上形成加工误差。

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