松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件

松下伺服增益調(diào)試邢金龍松下伺服增益調(diào)試1目錄前言伺服馬達(dá)參數(shù)設(shè)置方法松下伺服參數(shù)自整定調(diào)試松下伺服參數(shù)手動(dòng)調(diào)試波形仿真和實(shí)例演示目錄2前言前言3前言伺服馬達(dá)介紹定義:伺服馬達(dá)(serνomotor)是指在伺服系統(tǒng)中控制杋械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī),是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服馬達(dá)可使控制速度,位置精廢非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。作原理伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來(lái)定位,基土可以這樣理解,伺服電機(jī)接收到↑個(gè)脈沖,就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度,從而實(shí)現(xiàn)位移,因?yàn)閯?dòng)力伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖這樣,和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng),或者叫閉環(huán),如此一來(lái),系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī),同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái),這樣就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)精確的定位,可以達(dá)到0.001mm。直流伺服電機(jī)分為有編瑪器線(xiàn)刷和無(wú)刷電機(jī)。有刷電杌成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,控制容易,需要維護(hù)但維護(hù)不方便(換碳刷),產(chǎn)生電磁干擾,對(duì)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。前言伺服馬達(dá)介紹4前言伺服馬達(dá)優(yōu)缺點(diǎn)首先我們來(lái)看一下伺服馬達(dá)和其他電機(jī)(如步進(jìn)電機(jī))相比到底有什么優(yōu)點(diǎn)精度:實(shí)現(xiàn)了位置,速度和力矩的閉環(huán)控制;克服了步進(jìn)電機(jī)失步的問(wèn)轉(zhuǎn)速:高速性能好,一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000~3000轉(zhuǎn)適應(yīng)性:抗過(guò)載能力強(qiáng),能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載,對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)合特別適用穩(wěn)定:低速運(yùn)行平穩(wěn),低速運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要求的場(chǎng)合及時(shí)性:電機(jī)加減速的動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間短,一般在幾十毫秒之舒適性:發(fā)熱和噪音明顯降低。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是:我們平?？吹降哪欠N普通的電機(jī),斷電后它還會(huì)因?yàn)樽陨淼膽T性再轉(zhuǎn)一會(huì)兒,然后停下。而伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)是說(shuō)停就停,說(shuō)走就走,反應(yīng)極快。但步進(jìn)電機(jī)存在失步現(xiàn)象但伺服馬達(dá)成本較高,都需要伺服控制器去驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng),在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來(lái)做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以,在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)前言伺服馬達(dá)優(yōu)缺點(diǎn)5前言伺服馬達(dá)應(yīng)用領(lǐng)域汽車(chē)行業(yè)有動(dòng)力源的,而且對(duì)精度有要求的一般都可能涉及到服馬達(dá)。如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)等對(duì)工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對(duì)較高的設(shè)備服裝行業(yè)前言伺服馬達(dá)應(yīng)用領(lǐng)域6前言常用一些伺服馬達(dá)目前國(guó)內(nèi)一般比較通用的伺服電機(jī)無(wú)非是日產(chǎn)與臺(tái)產(chǎn)及國(guó)產(chǎn)的伺服馬達(dá)日產(chǎn):松下、三菱、安川、富士、三洋等臺(tái)產(chǎn):臺(tái)達(dá)、東元國(guó)產(chǎn):匯川等臺(tái)產(chǎn)菱富士達(dá)東元前言常用一些伺服馬達(dá)7伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置方法伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置方法8、伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置方法、伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)調(diào)整理論基礎(chǔ)伺服驅(qū)動(dòng)器包括三個(gè)反饋環(huán)節(jié):位置環(huán)、速度環(huán)以及電流環(huán)。最內(nèi)環(huán)(電流環(huán))反應(yīng)速度最快,中間環(huán)節(jié)(速度環(huán))的反應(yīng)速度必須高于最外環(huán)(位置環(huán))。如果不遵守此原則,將會(huì)造成電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的震動(dòng)或反應(yīng)不良。伺服驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)可盡量確保電流環(huán)具備良妤的反應(yīng)性能,故用戶(hù)只需調(diào)整位置環(huán)與速度環(huán)的增益即可。通常來(lái)說(shuō),要求位置環(huán)的反應(yīng)不能快于速度環(huán)的反應(yīng)。因此,若要增加位置環(huán)的増益,必須先増加速度環(huán)的増益。如果只増加位置環(huán)的増益,電機(jī)很可能產(chǎn)生震動(dòng),從而將會(huì)造成速度指令及定位時(shí)間的增加,而非期望的減如果位置環(huán)反應(yīng)比速度環(huán)反應(yīng)還快,由于速度環(huán)反應(yīng)相對(duì)較慢,速度環(huán)的輸出變化無(wú)法跟上位置環(huán)輸岀的速度指令的變化,因此就無(wú)法達(dá)到平湑的線(xiàn)性加速或減速而且,位置環(huán)會(huì)繼續(xù)累計(jì)脈沖偏差,從而増加速度指令。這樣,電機(jī)速度會(huì)超過(guò)給定值,然后位置環(huán)會(huì)嘗試減少速度指令輸岀量,這樣又會(huì)導(dǎo)致速度環(huán)反應(yīng)會(huì)變得很差,電機(jī)將趕不上速度指令。整個(gè)速度會(huì)振動(dòng)。如果發(fā)生這種情形,就必須減少位置環(huán)増益,或増加速度環(huán)増益,以防止速度指令振動(dòng)。置環(huán)増益不可超過(guò)機(jī)械系統(tǒng)的自然頻率,否則會(huì)產(chǎn)生較大的振蕩。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)需要很快的反應(yīng)時(shí),僅僅確倸采用的伺服系統(tǒng)(控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器電機(jī)以及編碼器)的快速反應(yīng)是不夠的,還必須要確保其控制的機(jī)械系統(tǒng)也具有較高的剛性,這樣才能使得整個(gè)系統(tǒng)具有較好的剛性。、伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置方法9、伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置方法伺服驅(qū)動(dòng)器關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)整原則速度環(huán)增益(KVP)主要用來(lái)決定速度環(huán)的反應(yīng)速度。在機(jī)械系統(tǒng)不震動(dòng)的前提下,參數(shù)設(shè)定的值愈大,反應(yīng)速度就會(huì)增加。在確保負(fù)載慣量比的設(shè)定值處于允許范圍的條件下,速度環(huán)的増益設(shè)置就可以達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)允許的數(shù)值范圍,從而確保速度環(huán)的快速反應(yīng)。增大速度環(huán)的比例増益,則能降低轉(zhuǎn)速脈動(dòng)的變化量,提高伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的硬度,保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)運(yùn)行時(shí)的性能。但是在實(shí)際系統(tǒng)中,速度環(huán)比例増益不能過(guò)大,否則將引起整個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)振蕩。速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù)(KV)速度環(huán)的積分作用可以減小電機(jī)速度的脈動(dòng),但積分作用也會(huì)延遲伺服驅(qū)動(dòng)器的反應(yīng)。速度環(huán)積分對(duì)速度跟蹤位置指令的影響不是很大,但過(guò)大的速度環(huán)積分時(shí)間會(huì)延遲速度環(huán)的反應(yīng)時(shí)間。因此,時(shí)間常數(shù)增加時(shí),驅(qū)動(dòng)器的反應(yīng)時(shí)間變慢,從而所需的定位時(shí)間就愈長(zhǎng)。當(dāng)負(fù)載慣量很大,或者機(jī)械系統(tǒng)很可能出現(xiàn)震動(dòng)時(shí),必須增大速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù),否則機(jī)槭系統(tǒng)將很可能岀現(xiàn)震動(dòng)。設(shè)置時(shí)可參考如下進(jìn)行T≥2.3*0.5丌*kTi:積分時(shí)間參數(shù)[sKv:速度環(huán)增益[H、伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置方法10松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件11松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件12松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件13松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件14松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件15松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件16松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件17松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件18松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件19松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件20松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件21松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件22松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件23松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件24松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件25松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件26松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件27松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件28松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件29松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件30松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件31松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件32松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件33松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件34松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件35松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件36松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件37松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件38松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件39松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件40松下伺服增益調(diào)試邢金龍松下伺服增益調(diào)試41目錄前言伺服馬達(dá)參數(shù)設(shè)置方法松下伺服參數(shù)自整定調(diào)試松下伺服參數(shù)手動(dòng)調(diào)試波形仿真和實(shí)例演示目錄42前言前言43前言伺服馬達(dá)介紹定義:伺服馬達(dá)(serνomotor)是指在伺服系統(tǒng)中控制杋械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī),是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服馬達(dá)可使控制速度,位置精廢非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。作原理伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來(lái)定位,基土可以這樣理解,伺服電機(jī)接收到↑個(gè)脈沖,就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度,從而實(shí)現(xiàn)位移,因?yàn)閯?dòng)力伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖這樣,和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng),或者叫閉環(huán),如此一來(lái),系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī),同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái),這樣就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)精確的定位,可以達(dá)到0.001mm。直流伺服電機(jī)分為有編瑪器線(xiàn)刷和無(wú)刷電機(jī)。有刷電杌成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,控制容易,需要維護(hù)但維護(hù)不方便(換碳刷),產(chǎn)生電磁干擾,對(duì)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。前言伺服馬達(dá)介紹44前言伺服馬達(dá)優(yōu)缺點(diǎn)首先我們來(lái)看一下伺服馬達(dá)和其他電機(jī)(如步進(jìn)電機(jī))相比到底有什么優(yōu)點(diǎn)精度:實(shí)現(xiàn)了位置,速度和力矩的閉環(huán)控制;克服了步進(jìn)電機(jī)失步的問(wèn)轉(zhuǎn)速:高速性能好,一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000~3000轉(zhuǎn)適應(yīng)性:抗過(guò)載能力強(qiáng),能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載,對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)合特別適用穩(wěn)定:低速運(yùn)行平穩(wěn),低速運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要求的場(chǎng)合及時(shí)性:電機(jī)加減速的動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間短,一般在幾十毫秒之舒適性:發(fā)熱和噪音明顯降低。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是:我們平?？吹降哪欠N普通的電機(jī),斷電后它還會(huì)因?yàn)樽陨淼膽T性再轉(zhuǎn)一會(huì)兒,然后停下。而伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)是說(shuō)停就停,說(shuō)走就走,反應(yīng)極快。但步進(jìn)電機(jī)存在失步現(xiàn)象但伺服馬達(dá)成本較高,都需要伺服控制器去驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng),在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來(lái)做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以,在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)前言伺服馬達(dá)優(yōu)缺點(diǎn)45前言伺服馬達(dá)應(yīng)用領(lǐng)域汽車(chē)行業(yè)有動(dòng)力源的,而且對(duì)精度有要求的一般都可能涉及到服馬達(dá)。如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)等對(duì)工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對(duì)較高的設(shè)備服裝行業(yè)前言伺服馬達(dá)應(yīng)用領(lǐng)域46前言常用一些伺服馬達(dá)目前國(guó)內(nèi)一般比較通用的伺服電機(jī)無(wú)非是日產(chǎn)與臺(tái)產(chǎn)及國(guó)產(chǎn)的伺服馬達(dá)日產(chǎn):松下、三菱、安川、富士、三洋等臺(tái)產(chǎn):臺(tái)達(dá)、東元國(guó)產(chǎn):匯川等臺(tái)產(chǎn)菱富士達(dá)東元前言常用一些伺服馬達(dá)47伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置方法伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置方法48、伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置方法、伺服驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)調(diào)整理論基礎(chǔ)伺服驅(qū)動(dòng)器包括三個(gè)反饋環(huán)節(jié):位置環(huán)、速度環(huán)以及電流環(huán)。最內(nèi)環(huán)(電流環(huán))反應(yīng)速度最快,中間環(huán)節(jié)(速度環(huán))的反應(yīng)速度必須高于最外環(huán)(位置環(huán))。如果不遵守此原則,將會(huì)造成電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的震動(dòng)或反應(yīng)不良。伺服驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)可盡量確保電流環(huán)具備良妤的反應(yīng)性能,故用戶(hù)只需調(diào)整位置環(huán)與速度環(huán)的增益即可。通常來(lái)說(shuō),要求位置環(huán)的反應(yīng)不能快于速度環(huán)的反應(yīng)。因此,若要增加位置環(huán)的増益,必須先増加速度環(huán)的増益。如果只増加位置環(huán)的増益,電機(jī)很可能產(chǎn)生震動(dòng),從而將會(huì)造成速度指令及定位時(shí)間的增加,而非期望的減如果位置環(huán)反應(yīng)比速度環(huán)反應(yīng)還快,由于速度環(huán)反應(yīng)相對(duì)較慢,速度環(huán)的輸出變化無(wú)法跟上位置環(huán)輸岀的速度指令的變化,因此就無(wú)法達(dá)到平湑的線(xiàn)性加速或減速而且,位置環(huán)會(huì)繼續(xù)累計(jì)脈沖偏差,從而増加速度指令。這樣,電機(jī)速度會(huì)超過(guò)給定值,然后位置環(huán)會(huì)嘗試減少速度指令輸岀量,這樣又會(huì)導(dǎo)致速度環(huán)反應(yīng)會(huì)變得很差,電機(jī)將趕不上速度指令。整個(gè)速度會(huì)振動(dòng)。如果發(fā)生這種情形,就必須減少位置環(huán)増益,或増加速度環(huán)増益,以防止速度指令振動(dòng)。置環(huán)増益不可超過(guò)機(jī)械系統(tǒng)的自然頻率,否則會(huì)產(chǎn)生較大的振蕩。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)需要很快的反應(yīng)時(shí),僅僅確倸采用的伺服系統(tǒng)(控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器電機(jī)以及編碼器)的快速反應(yīng)是不夠的,還必須要確保其控制的機(jī)械系統(tǒng)也具有較高的剛性,這樣才能使得整個(gè)系統(tǒng)具有較好的剛性。、伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置方法49、伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置方法伺服驅(qū)動(dòng)器關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)整原則速度環(huán)增益(KVP)主要用來(lái)決定速度環(huán)的反應(yīng)速度。在機(jī)械系統(tǒng)不震動(dòng)的前提下,參數(shù)設(shè)定的值愈大,反應(yīng)速度就會(huì)增加。在確保負(fù)載慣量比的設(shè)定值處于允許范圍的條件下,速度環(huán)的増益設(shè)置就可以達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)允許的數(shù)值范圍,從而確保速度環(huán)的快速反應(yīng)。增大速度環(huán)的比例増益,則能降低轉(zhuǎn)速脈動(dòng)的變化量,提高伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的硬度,保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)運(yùn)行時(shí)的性能。但是在實(shí)際系統(tǒng)中,速度環(huán)比例増益不能過(guò)大,否則將引起整個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)振蕩。速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù)(KV)速度環(huán)的積分作用可以減小電機(jī)速度的脈動(dòng),但積分作用也會(huì)延遲伺服驅(qū)動(dòng)器的反應(yīng)。速度環(huán)積分對(duì)速度跟蹤位置指令的影響不是很大,但過(guò)大的速度環(huán)積分時(shí)間會(huì)延遲速度環(huán)的反應(yīng)時(shí)間。因此,時(shí)間常數(shù)增加時(shí),驅(qū)動(dòng)器的反應(yīng)時(shí)間變慢,從而所需的定位時(shí)間就愈長(zhǎng)。當(dāng)負(fù)載慣量很大,或者機(jī)械系統(tǒng)很可能出現(xiàn)震動(dòng)時(shí),必須增大速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù),否則機(jī)槭系統(tǒng)將很可能岀現(xiàn)震動(dòng)。設(shè)置時(shí)可參考如下進(jìn)行T≥2.3*0.5丌*kTi:積分時(shí)間參數(shù)[sKv:速度環(huán)增益[H、伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置方法50松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件51松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件52松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件53松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件54松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件55松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件56松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件57松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件58松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件59松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件60松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件61松下伺服馬達(dá)增益調(diào)試課件62