臺達(dá)伺服全閉環(huán)反饋

1、6.7全閉環(huán)模式當(dāng)系統(tǒng)存在滑動、間隙與繞曲，使得馬達(dá)Encoder位置與機(jī)械位置不相等，此時利用光學(xué)尺、外部編碼器等，直接回授機(jī)械位置做為定位控制參考點，以達(dá)到高精度機(jī)械定位控制。機(jī)構(gòu)示意圖如下：CN5 光學(xué)尺或外部編碼器回授6.7.1 Pt全閉環(huán)位置模式控制架構(gòu)第一分子(P1-44)第二分子(P2-60)第三分子(P2-61)第四分子(P2-62)分母(P1-45)GNUM0, GNUM1電子齒輪位置比例增益P2-00誤差計數(shù)器速度迴路脈波信號馬達(dá)Encoder機(jī)構(gòu)速度估測器外部編碼器低通濾波器P1-75馬達(dá)脈波計數(shù)器P1-72馬達(dá)一轉(zhuǎn)脈波數(shù)DI : 0x00B全半閉環(huán)切換開關(guān)-+P1-84

2、全閉環(huán)切換功能(設(shè)0，切換時清除誤差)+-P1-73光學(xué)尺與馬達(dá)間誤差過大保護(hù)+-CN5P1-74 OA/OB/OZ輸出源選擇檢出器輸出脈波數(shù)P1-46檢出器輸出極性P1-03OA/OB/OZDI : 0x00E全閉環(huán)光學(xué)尺與馬達(dá)編碼器誤差清除誤差計數(shù)器在Pt模式下，如果電子齒輪比設(shè)定為，輸入1脈波信號，則追隨外部編碼器四倍頻後的1個脈波。如電子齒輪比設(shè)定為，輸入1脈波信號，則追隨外部編碼器四倍頻後的2個脈波。6.7.2 Pr全閉環(huán)位置模式控制架構(gòu)位置比例增益P2-00誤差計數(shù)器速度迴路馬達(dá)Encoder機(jī)構(gòu)速度估測器外部編碼器低通濾波器P1-75馬達(dá)脈波計數(shù)器P1-72馬達(dá)一轉(zhuǎn)脈波數(shù)DI :

3、 0x00B全半閉環(huán)切換開關(guān)-+P1-84全閉環(huán)切換功能(設(shè)0，切換時清除誤差)+-CN5內(nèi)部Pr命令+-P1-74 OA/OB/OZ輸出源選擇檢出器輸出脈波數(shù)P1-46檢出器輸出極性P1-03P1-73光學(xué)尺與馬達(dá)間誤差過大保護(hù)DI : 0x00E全閉環(huán)光學(xué)尺與馬達(dá)編碼器誤差清除誤差計數(shù)器OA/OB/OZ第一分子(P1-44)第二分子(P2-60)第三分子(P2-61)第四分子(P2-62)分母(P1-45)GNUM0, GNUM1馬達(dá)一轉(zhuǎn)脈波數(shù)P1-72Pr全閉環(huán)模式下，不管外部編碼器解析度，其Pr回授單位以1280000脈波/馬達(dá)1轉(zhuǎn) 為單位。Pr脈波命令對應(yīng)外部編碼器四倍頻脈波單位，請

4、參考6.7.3.4電子齒輪比設(shè)定。6.7.3 全閉環(huán)使用步驟在開啟全閉環(huán)功能前，請確認(rèn)以下步驟，完成相關(guān)參數(shù)設(shè)定，再開啟全閉環(huán)功能。步驟內(nèi)容相關(guān)參數(shù)1接線確認(rèn)-2設(shè)定外部編碼器方向P1-743設(shè)定外部編碼器解析P1-724設(shè)定電子齒輪比P1-44, P1-455設(shè)定光學(xué)尺與馬達(dá)最大誤差量P1-736設(shè)定全、半閉切換時誤差清除功能P1-847設(shè)定DI:全、半閉切換DI光學(xué)尺與馬達(dá)編碼器誤差清除DIDI:0x0B0x0E8設(shè)定檢出器輸出脈波數(shù)P1-03, P1-469開啟全閉環(huán)功能P1-746.7.3.1接線確認(rèn)CN5位置反饋信號接頭（全閉迴路）提供外部光學(xué)尺或編碼器（A, B, Z格式），連接伺

5、服形成全閉環(huán)迴路。在位置模式，由上位機(jī)所下的脈衝位置命令便是參考外部的光學(xué)尺控制迴路架構(gòu)。CN5連接器（母）Pin No信號名稱端子記號機(jī)能、說明1/Z相 輸入Opt_/Z光學(xué)尺 /Z 相輸出2/B相 輸入Opt_/B光學(xué)尺 /B 相輸出3B相輸入Opt_B光學(xué)尺 B 相輸出4A相 輸入Opt_A光學(xué)尺 A 相輸出5/A 相輸入Opt_/A光學(xué)尺 /A 相輸出6編碼器接地線GND接地7編碼器接地線GND接地8編碼器電源+5V光學(xué)尺+ 5V 電源9Z 相輸入Opt_Z光學(xué)尺 Z 相輸出6.7.3.2確認(rèn)外部編碼器方向P1-74 FCON光學(xué)尺全閉環(huán)功能控制開關(guān)通訊位址：0194H019

6、5Hl          光學(xué)尺回授正反相選擇0：光學(xué)尺A相領(lǐng)先B相為正方向1：光學(xué)尺B相領(lǐng)先A相為正方向如果不知道編碼器方向，則參考下列步驟。1. 在非全閉環(huán)模式下，使用PC軟體，先將P1-72設(shè)定為800002. 開啟示波器，將CH1與CH2分別選擇回授位置 ENC.與光學(xué)尺回授。3. 將伺服啟動，在安全不會撞機(jī)的前提下，利用JOG功能，低轉(zhuǎn)速讓馬達(dá)往一個方向移動，此時觀察回授位置與光學(xué)尺回授，如下圖：參考上圖，光學(xué)尺的脈波增加方向與馬達(dá)回授相反，此時利用P1-74的 ”光學(xué)尺回授正反相選擇” 設(shè)定為

7、1，把回授訊號反向後，兩個脈波的增加方向會一致如下圖6.7.3.3馬達(dá)一轉(zhuǎn)時，光學(xué)尺對應(yīng)脈波量計算(P1-72參數(shù)計算方式)P1-72 FRES光學(xué)尺全閉環(huán)的解析通訊位址：0190H0191H  初值：5000相關(guān)引：-  控制模式：Pt/Pr 全閉環(huán)  單位：pulserev  設(shè)定範(fàn)圍：4 80000  資料大?。?2bit   顯示方式：DEC 功能：馬達(dá)轉(zhuǎn)一圈時全閉環(huán)所對應(yīng)的 A/B Pulse （四倍頻之後）。假設(shè)機(jī)臺使用螺桿傳動，則需

8、差螺桿Pitch與光學(xué)尺解析度，以計算馬達(dá)一轉(zhuǎn)，光學(xué)尺脈波數(shù)。例一 理論值(物理量推算)：以一個Pitch為5mm，光學(xué)尺解析度為0.5um的應(yīng)用，則可以計算出，馬達(dá)一轉(zhuǎn)時，光學(xué)尺回授論理上應(yīng)為 pulse例二 實際值(使用PC軟體示波器)：如果系統(tǒng)傳動非螺桿或機(jī)構(gòu)複雜難以計算，則非全閉環(huán)模式下，將伺服啟動，在安全不會撞機(jī)的前提下，利用JOG功能，低轉(zhuǎn)速讓馬達(dá)往一個方向移動，此時觀察馬達(dá)與光學(xué)尺回授，如上圖。利用示波器觀察數(shù)值差量的功能，量得在同一段時間內(nèi)，馬達(dá)編碼器回授走了1575880個位移量，而光學(xué)尺回授走了12281個位移量，此時利用公式：，可以求得馬達(dá)一轉(zhuǎn)時，光學(xué)尺對應(yīng)脈波量約等於1

9、0000。註：若螺桿類型的應(yīng)用，實測後，實際與理論的 “馬達(dá)一回轉(zhuǎn)時光學(xué)尺的脈波量” 相近，則根據(jù)理論值設(shè)定P1-72若其他無法得知理論的 “馬達(dá)一回轉(zhuǎn)時光學(xué)尺的脈波量”應(yīng)用，則利用實際的 “馬達(dá)一回轉(zhuǎn)時光學(xué)尺的脈波量” 設(shè)定P1-726.7.3.4電子齒輪比設(shè)定Pt模式：f1:指令脈波，f2:位置指令 單位：光學(xué)尺脈波(四倍頻後) 例：如果電子齒輪比設(shè)定為，代表輸入1脈波信號，則追隨外部編碼器四倍頻後的1個脈波。如果電子齒輪比設(shè)定為，代表輸入1脈波信號，則追隨外部編碼器四倍頻後的2個脈波。Pr模式：在Pr模式下，回授解析以 1280000 pulse/馬達(dá)1轉(zhuǎn) 為單位，-+命令脈波12800

10、00 pulse / rev範(fàn)例：當(dāng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)1圈，則外部編碼器產(chǎn)生2500個脈波設(shè)定P1-72 = 2500*4 = 10000Pr脈波命令對應(yīng)外部編碼器四倍頻後脈波單位： = 外部編碼器四倍頻後脈波假設(shè)希望Pr命令1脈波對應(yīng)外部編碼器四倍頻後的1個脈波，則 = PUU = 1, 則 = 128假設(shè)希望Pr命令1脈波對應(yīng)外部編碼器四倍頻後的2個脈波，則 = PUU = 1, 則 = 256P1-44 GR1電子齒輪比分子（N1）通訊位址：0158H0159H  初值：128相關(guān)索引：6.2.5節(jié)  控制模式：PtPr  單位

11、：pulse  設(shè)定範(fàn)圍：1 （229-1）  資料大?。?2bit   顯示方式：DEC   參數(shù)功能：多段電子齒輪比分子設(shè)定，請參考P2-60P2-621）在Pt模式底下，在Servo On下可以變更設(shè)定值。2）在Pr模式底下，必須在Servo Off下才可以變更設(shè)定值。P1-45 GR2電子齒輪比分母（M）通訊位址：015AH015BH  初值：10相關(guān)索引：6.3.6節(jié)  控制模式：PtPr  單位：pulse

12、0; 設(shè)定範(fàn)圍：1 （231-1）  資料大?。?2bit   顯示方式：DEC   參數(shù)功能：設(shè)定錯誤時伺服馬達(dá)易產(chǎn)生暴衝，故請依下列規(guī)定設(shè)定。指令脈波輸入比值設(shè)定指令脈波輸入比值範(fàn)圍：150NxM256001）不論P(yáng)t/Pr模式底下，在Servo On時均不可變更設(shè)定值。6.7.3.5設(shè)定光學(xué)尺與馬達(dá)最大誤差量當(dāng)系統(tǒng)存在滑動、間隙與繞曲，使得馬達(dá)位置與機(jī)械位置產(chǎn)生誤差。當(dāng)誤差過大，則代表連接器鬆脫或其他機(jī)構(gòu)上問題發(fā)生，伺服產(chǎn)生警40。P1-73 FERR光學(xué)尺全閉環(huán)回授位置和馬達(dá)編碼器之間位

13、置誤差過大的錯誤保護(hù)範(fàn)圍通訊位址：0192H0193H  初值：30000相關(guān)引：P2-34  控制模式：Pt/Pr 全閉環(huán)  單位：Pulse(以全閉環(huán)回授為基準(zhǔn))  設(shè)定範(fàn)圍：1 （231-1）  資料大?。?2bit   顯示方式：DEC 功能：當(dāng)全閉環(huán)所回授的A/B Counter 與伺服馬達(dá)本身的編碼器位置回授兩者之間的差異過大則代表可能連接器鬆脫或是其他機(jī)構(gòu)上的問題發(fā)生。P1-75 FELP全閉環(huán)位置檢測器與半閉環(huán)位置檢測器誤差低通濾

14、波器時間常數(shù)通訊位址：0196H0197H  初值：100相關(guān)索引：-  控制模式：PtPr  單位：msec  設(shè)定範(fàn)圍：0 1000  資料大小：16bit   顯示方式：DEC   參數(shù)功能：當(dāng)全閉環(huán)與半閉環(huán)之間的傳動機(jī)構(gòu)剛性不足的情況下，可以設(shè)定適當(dāng)?shù)臅r間常數(shù)可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。也就是暫態(tài)時產(chǎn)生半閉環(huán)的效果，穩(wěn)態(tài)之後又可以形成全閉環(huán)效果。當(dāng)剛性足夠時則可以直接By Pass 。   設(shè)為0時關(guān)閉低

15、通濾波功能（By Pass）。傳動機(jī)構(gòu)剛性，P1-75傳動機(jī)構(gòu)剛性，P1-756.7.3.6設(shè)定全、半閉切換時誤差清除功能P1-84 HFF半、全閉環(huán)切換時誤差清除功能通訊位址：01A8H01A9H  初值：0相關(guān)引：-  控制模式：Pt/Pr 全閉環(huán)  單位：-  設(shè)定範(fàn)圍：0 1  資料大小：16bit   顯示方式：HEX 參數(shù)功能：l         

16、; 半閉環(huán)切全閉環(huán)誤差清除功能  參數(shù)功能：0 : DI設(shè)置為0x00B可提供全、半閉環(huán)切換。切換時，誤差會被清除。在半閉環(huán)下，命令將參考馬達(dá)Encoder，切回全閉環(huán)後，位置不會移動。馬達(dá)Encoder外部編碼器切換時，位置不變馬達(dá)Encoder外部編碼器Step 1. 全閉環(huán)馬達(dá)Encoder外部編碼器Step 2. 半閉環(huán)100100100100馬達(dá)Encoder外部編碼器Step 3. 半閉環(huán)120150命令增加40因機(jī)構(gòu)存在滑動，所以馬達(dá)與外部編碼器增量不一樣Step 4. 全閉環(huán)切換回全閉環(huán)，位置不會移動目前位置切換回全閉環(huán)，位置不移動1201501 : DI設(shè)

17、置為0x00B可提供全、半閉環(huán)切換。切換時，誤差不會被清除。在半閉環(huán)下，命令將參考馬達(dá)Encoder，切回全閉環(huán)後，在半閉環(huán)所下達(dá)的命令，將會變成全閉環(huán)的命令。(切回全閉環(huán)位置會移動)。馬達(dá)Encoder馬達(dá)Encoder馬達(dá)Encoder外部編碼器切換時，位置不變切換回全閉環(huán)，參考外部編碼器，會補(bǔ)償至命令 40Step 1. 全閉環(huán)外部編碼器Step 2. 半閉環(huán)110100100110外部編碼器Step 3. 半閉環(huán)120150命令增加40因機(jī)構(gòu)存在滑動，所以馬達(dá)與外部編碼器增量不一樣馬達(dá)Encoder外部編碼器Step 4. 全閉環(huán)140190切換回全閉環(huán)，位置會移動目前位置6.7.3.

18、7設(shè)定相關(guān)DI數(shù)位輸入（DI）功能定義表設(shè)定值：0x0B符號數(shù)位輸入（DI）功能說明觸發(fā)方式控制模式FHS全、半閉環(huán)模式的切換準(zhǔn)位Pt/Pr全閉環(huán)設(shè)定值：0x0E符號數(shù)位輸入（DI）功能說明觸發(fā)方式控制模式FEC全閉環(huán)光學(xué)尺與馬達(dá)編碼器誤差清除準(zhǔn)位Pt/Pr全閉環(huán)6.7.3.8設(shè)定檢出器輸出脈波數(shù)P1-74 FCON光學(xué)尺全閉環(huán)功能控制開關(guān)通訊位址：0194H0195Hl          OA/OB/OZ輸出來源選擇0：OA/OB/OZ 輸出來源為馬達(dá)的編碼器。1：OA/OB/OZ 輸出來源為

19、光學(xué)尺全閉環(huán)的編碼器。韌體DSP V1.016 + CPLD 0.07（含以後）提供：2：OA/OB/OZ 輸出來源為CN1的脈波命令P1-46 GR3檢出器輸出脈波數(shù)設(shè)定通訊位址：015CH015DH  初值：2500相關(guān)索引：-  控制模式：ALL  單位：pulse  設(shè)定範(fàn)圍：20 320000  資料大?。?2bit   顯示方式：DEC   參數(shù)功能：一回轉(zhuǎn)單相脈波數(shù)設(shè)定。設(shè)定範(fàn)圍：20 320000。 以下情況時，可能會超出驅(qū)動器最大可輸出脈波頻率，形成AL018：1.      編碼器異常2.      馬達(dá)轉(zhuǎn)速大於P1-76的設(shè)定3.