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伺服驱动器的增益调整

更新时间:2019-04-09 15:47:56   来源:
增益调整

概述

为了优化伺服驱动器响应性,需要调整伺服驱动器中设定的伺服增益。伺服增益需要对多个参数组合进行设定,它们之间会相互影响,因此,伺服增益的调整必须考虑到各个参数之间的联系。
一般情况下,刚性高的机械可通过提高伺服增益来提高响应性能。但对于刚性较低的机械,当提高伺服增益时,可能会产生振动,从而无法提高响应性能,因此有高响应需求的场合需要刚性较高的机械以避免机械共振。

关于位置或速度响应频率的选择必须由机械的刚性及应用的场合来决定,一般而言,高频度定位的机械或要求高精密加工的机械需要较高的响应频率,但较高的响应频率容易引发机械的共振。在未知机械允许的响应频率时,可逐步加大增益设定以提高响应频率直到共振产生时,再调低增益设定值。其相关增益调整原则

如下说明:

伺服的刚性是指电机转子抵抗负载惯性的能力,即电机转子的自锁能力。伺服刚性越强,对应的速度环增益越大,系统的响应速度越快。

伺服的刚性必须与负载的转动惯量比配合使用,机械负载转动惯量比越大伺服允许的刚性等级越低。

伺服刚性相对转动惯量比过高时电机将会发生高频自激震荡;反之,则表现为电机响应迟钝,要花费较长时间才能达到指定位置。
伺服系统由三个控制环路组成,从外向内依次是:位置环、速度环、电流环,基本控制框图如下所示:

越是内侧的环路,要求响应性就越高,不遵守该原则,可能导致系统不稳定:

伺服驱动器默认的电流环增益已经确保了充分的响应性,一般无需调整,需要调整的只有位置换增益、速度环增益及其他辅助增益。