松下伺服增益調試邢金龍松下伺服增益調試1目錄前言伺服馬達參數設置方法松下伺服參數自整定調試松下伺服參數手動調試波形仿真和實例演示目錄2前言前言3前言伺服馬達介紹定義:伺服馬達(serνomotor)是指在伺服系統中控制杋械元件運轉的發動機,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服馬達可使控制速度,位置精廢非常準確,可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。作原理伺服系統是使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控制系統。伺服主要靠脈沖來定位,基土可以這樣理解,伺服電機接收到↑個脈沖,就會旋轉1個脈沖對應的角度,從而實現位移,因為動力伺服電機本身具備發出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發出對應數量的脈沖這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應,或者叫閉環,如此一來,系統就會知道發了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,這樣就能夠很精確的控制電機的轉動,從而實現精確的定位,可以達到0.001mm。直流伺服電機分為有編瑪器線刷和無刷電機。有刷電杌成本低,結構簡單,啟動轉矩大,調速范圍寬,控制容易,需要維護但維護不方便(換碳刷),產生電磁干擾,對境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業和民用場合。前言伺服馬達介紹4前言伺服馬達優缺點首先我們來看一下伺服馬達和其他電機(如步進電機)相比到底有什么優點精度:實現了位置,速度和力矩的閉環控制;克服了步進電機失步的問轉速:高速性能好,一般額定轉速能達到2000~3000轉適應性:抗過載能力強,能承受三倍于額定轉矩的負載,對有瞬間負載波動和要求快速起動的場合特別適用穩定:低速運行平穩,低速運行時不會產生類似于步進電機的步進運行現象。適用于有高速響應要求的場合及時性:電機加減速的動態相應時間短,一般在幾十毫秒之舒適性:發熱和噪音明顯降低。簡單點說就是:我們平常看到的那種普通的電機,斷電后它還會因為自身的慣性再轉一會兒,然后停下。而伺服電機和步進電機是說停就停,說走就走,反應極快。但步進電機存在失步現象但伺服馬達成本較高,都需要伺服控制器去驅動馬達轉動,在一些要求不高的場合也經常用步進電機來做執行電動機。所以,在控制系統的設計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當的控制電機前言伺服馬達優缺點5前言伺服馬達應用領域汽車行業有動力源的,而且對精度有要求的一般都可能涉及到服馬達。如機床、印刷設備、包裝設備、紡織設備、激光加工設備、機器人、自動化生產線等對工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對較高的設備服裝行業前言伺服馬達應用領域6前言常用一些伺服馬達目前國內一般比較通用的伺服電機無非是日產與臺產及國產的伺服馬達日產:松下、三菱、安川、富士、三洋等臺產:臺達、東元國產:匯川等臺產菱富士達東元前言常用一些伺服馬達7伺服驅動器參數設置方法伺服驅動器參數設置方法8、伺服驅動器參數設置方法、伺服驅動器的參數調整理論基礎伺服驅動器包括三個反饋環節:位置環、速度環以及電流環。最內環(電流環)反應速度最快,中間環節(速度環)的反應速度必須高于最外環(位置環)。如果不遵守此原則,將會造成電機運轉的震動或反應不良。伺服驅動器的設計可盡量確保電流環具備良妤的反應性能,故用戶只需調整位置環與速度環的增益即可。通常來說,要求位置環的反應不能快于速度環的反應。因此,若要增加位置環的増益,必須先増加速度環的増益。如果只増加位置環的増益,電機很可能產生震動,從而將會造成速度指令及定位時間的增加,而非期望的減如果位置環反應比速度環反應還快,由于速度環反應相對較慢,速度環的輸出變化無法跟上位置環輸岀的速度指令的變化,因此就無法達到平湑的線性加速或減速而且,位置環會繼續累計脈沖偏差,從而増加速度指令。這樣,電機速度會超過給定值,然后位置環會嘗試減少速度指令輸岀量,這樣又會導致速度環反應會變得很差,電機將趕不上速度指令。整個速度會振動。如果發生這種情形,就必須減少位置環増益,或増加速度環増益,以防止速度指令振動。置環増益不可超過機械系統的自然頻率,否則會產生較大的振蕩。當整個系統需要很快的反應時,僅僅確倸采用的伺服系統(控制器、伺服驅動器電機以及編碼器)的快速反應是不夠的,還必須要確保其控制的機械系統也具有較高的剛性,這樣才能使得整個系統具有較好的剛性。、伺服驅動器參數設置方法9、伺服驅動器參數設置方法伺服驅動器關鍵參數的調整原則速度環增益(KVP)主要用來決定速度環的反應速度。在機械系統不震動的前提下,參數設定的值愈大,反應速度就會增加。在確保負載慣量比的設定值處于允許范圍的條件下,速度環的増益設置就可以達到設計時允許的數值范圍,從而確保速度環的快速反應。增大速度環的比例増益,則能降低轉速脈動的變化量,提高伺服驅動系統的硬度,保證系統穩態及瞬態運行時的性能。但是在實際系統中,速度環比例増益不能過大,否則將引起整個伺服驅動系統振蕩。速度環積分時間常數(KV)速度環的積分作用可以減小電機速度的脈動,但積分作用也會延遲伺服驅動器的反應。速度環積分對速度跟蹤位置指令的影響不是很大,但過大的速度環積分時間會延遲速度環的反應時間。因此,時間常數增加時,驅動器的反應時間變慢,從而所需的定位時間就愈長。當負載慣量很大,或者機械系統很可能出現震動時,必須增大速度環積分時間常數,否則機槭系統將很可能岀現震動。設置時可參考如下進行T≥2.3*0.5丌*kTi:積分時間參數[sKv:速度環增益[H、伺服驅動器參數設置方法10松下伺服馬達增益調試課件11松下伺服馬達增益調試課件12松下伺服馬達增益調試課件13松下伺服馬達增益調試課件14松下伺服馬達增益調試課件15松下伺服馬達增益調試課件16松下伺服馬達增益調試課件17松下伺服馬達增益調試課件18松下伺服馬達增益調試課件19松下伺服馬達增益調試課件20松下伺服馬達增益調試課件21松下伺服馬達增益調試課件22松下伺服馬達增益調試課件23松下伺服馬達增益調試課件24松下伺服馬達增益調試課件25松下伺服馬達增益調試課件26松下伺服馬達增益調試課件27松下伺服馬達增益調試課件28松下伺服馬達增益調試課件29松下伺服馬達增益調試課件30松下伺服馬達增益調試課件31松下伺服馬達增益調試課件32松下伺服馬達增益調試課件33松下伺服馬達增益調試課件34松下伺服馬達增益調試課件35松下伺服馬達增益調試課件36松下伺服馬達增益調試課件37松下伺服馬達增益調試課件38松下伺服馬達增益調試課件39松下伺服馬達增益調試課件40松下伺服增益調試邢金龍松下伺服增益調試41目錄前言伺服馬達參數設置方法松下伺服參數自整定調試松下伺服參數手動調試波形仿真和實例演示目錄42前言前言43前言伺服馬達介紹定義:伺服馬達(serνomotor)是指在伺服系統中控制杋械元件運轉的發動機,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服馬達可使控制速度,位置精廢非常準確,可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。作原理伺服系統是使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控制系統。伺服主要靠脈沖來定位,基土可以這樣理解,伺服電機接收到↑個脈沖,就會旋轉1個脈沖對應的角度,從而實現位移,因為動力伺服電機本身具備發出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發出對應數量的脈沖這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應,或者叫閉環,如此一來,系統就會知道發了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,這樣就能夠很精確的控制電機的轉動,從而實現精確的定位,可以達到0.001mm。直流伺服電機分為有編瑪器線刷和無刷電機。有刷電杌成本低,結構簡單,啟動轉矩大,調速范圍寬,控制容易,需要維護但維護不方便(換碳刷),產生電磁干擾,對境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業和民用場合。前言伺服馬達介紹44前言伺服馬達優缺點首先我們來看一下伺服馬達和其他電機(如步進電機)相比到底有什么優點精度:實現了位置,速度和力矩的閉環控制;克服了步進電機失步的問轉速:高速性能好,一般額定轉速能達到2000~3000轉適應性:抗過載能力強,能承受三倍于額定轉矩的負載,對有瞬間負載波動和要求快速起動的場合特別適用穩定:低速運行平穩,低速運行時不會產生類似于步進電機的步進運行現象。適用于有高速響應要求的場合及時性:電機加減速的動態相應時間短,一般在幾十毫秒之舒適性:發熱和噪音明顯降低。簡單點說就是:我們平常看到的那種普通的電機,斷電后它還會因為自身的慣性再轉一會兒,然后停下。而伺服電機和步進電機是說停就停,說走就走,反應極快。但步進電機存在失步現象但伺服馬達成本較高,都需要伺服控制器去驅動馬達轉動,在一些要求不高的場合也經常用步進電機來做執行電動機。所以,在控制系統的設計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當的控制電機前言伺服馬達優缺點45前言伺服馬達應用領域汽車行業有動力源的,而且對精度有要求的一般都可能涉及到服馬達。如機床、印刷設備、包裝設備、紡織設備、激光加工設備、機器人、自動化生產線等對工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對較高的設備服裝行業前言伺服馬達應用領域46前言常用一些伺服馬達目前國內一般比較通用的伺服電機無非是日產與臺產及國產的伺服馬達日產:松下、三菱、安川、富士、三洋等臺產:臺達、東元國產:匯川等臺產菱富士達東元前言常用一些伺服馬達47伺服驅動器參數設置方法伺服驅動器參數設置方法48、伺服驅動器參數設置方法、伺服驅動器的參數調整理論基礎伺服驅動器包括三個反饋環節:位置環、速度環以及電流環。最內環(電流環)反應速度最快,中間環節(速度環)的反應速度必須高于最外環(位置環)。如果不遵守此原則,將會造成電機運轉的震動或反應不良。伺服驅動器的設計可盡量確保電流環具備良妤的反應性能,故用戶只需調整位置環與速度環的增益即可。通常來說,要求位置環的反應不能快于速度環的反應。因此,若要增加位置環的増益,必須先増加速度環的増益。如果只増加位置環的増益,電機很可能產生震動,從而將會造成速度指令及定位時間的增加,而非期望的減如果位置環反應比速度環反應還快,由于速度環反應相對較慢,速度環的輸出變化無法跟上位置環輸岀的速度指令的變化,因此就無法達到平湑的線性加速或減速而且,位置環會繼續累計脈沖偏差,從而増加速度指令。這樣,電機速度會超過給定值,然后位置環會嘗試減少速度指令輸岀量,這樣又會導致速度環反應會變得很差,電機將趕不上速度指令。整個速度會振動。如果發生這種情形,就必須減少位置環増益,或増加速度環増益,以防止速度指令振動。置環増益不可超過機械系統的自然頻率,否則會產生較大的振蕩。當整個系統需要很快的反應時,僅僅確倸采用的伺服系統(控制器、伺服驅動器電機以及編碼器)的快速反應是不夠的,還必須要確保其控制的機械系統也具有較高的剛性,這樣才能使得整個系統具有較好的剛性。、伺服驅動器參數設置方法49、伺服驅動器參數設置方法伺服驅動器關鍵參數的調整原則速度環增益(KVP)主要用來決定速度環的反應速度。在機械系統不震動的前提下,參數設定的值愈大,反應速度就會增加。在確保負載慣量比的設定值處于允許范圍的條件下,速度環的増益設置就可以達到設計時允許的數值范圍,從而確保速度環的快速反應。增大速度環的比例増益,則能降低轉速脈動的變化量,提高伺服驅動系統的硬度,保證系統穩態及瞬態運行時的性能。但是在實際系統中,速度環比例増益不能過大,否則將引起整個伺服驅動系統振蕩。速度環積分時間常數(KV)速度環的積分作用可以減小電機速度的脈動,但積分作用也會延遲伺服驅動器的反應。速度環積分對速度跟蹤位置指令的影響不是很大,但過大的速度環積分時間會延遲速度環的反應時間。因此,時間常數增加時,驅動器的反應時間變慢,從而所需的定位時間就愈長。當負載慣量很大,或者機械系統很可能出現震動時,必須增大速度環積分時間常數,否則機槭系統將很可能岀現震動。設置時可參考如下進行T≥2.3*0.5丌*kTi:積分時間參數[sKv:速度環增益[H、伺服驅動器參數設置方法50松下伺服馬達增益調試課件51松下伺服馬達增益調試課件52松下伺服馬達增益調試課件53松下伺服馬達增益調試課件54松下伺服馬達增益調試課件55松下伺服馬達增益調試課件56松下伺服馬達增益調試課件57松下伺服馬達增益調試課件58松下伺服馬達增益調試課件59松下伺服馬達增益調試課件60松下伺服馬達增益調試課件61松下伺服馬達增益調試課件62