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伺服系統(tǒng)增益作用及調整原則

伺服是由3個反饋系統(tǒng)構成:位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán),越是內(nèi)側的環(huán),越需要提高其響應性,不遵守該原則,則會產(chǎn)生偏差和震動。由于電流環(huán)是最內(nèi)側的環(huán),以確保了其充分的響應性,所以我們只需要調整位置環(huán)和速度環(huán)即可。調整的主要參數(shù)是:位置環(huán)增益、速度環(huán)增益、速度積分時間常數(shù)。

位置環(huán)增益是決定對指令位置跟隨性的參數(shù)。與工件表面的優(yōu)劣有密切關系,僅在驅動器工作在位置方式時有效,當停止運行時,增加位置環(huán)比例增益,能提高伺服電機的剛性,即鎖機力度。

伺服系統(tǒng)的響應性取決于位置環(huán)增益,提高位置環(huán)增益,位置環(huán)響應和切屑精度都會改善,同時減少調整時間和循環(huán)時間,但位置環(huán)增益又受限于速度環(huán)特性和機械特性。為了提高響應性,如果僅提高位置環(huán)增益,作為伺服系統(tǒng)的整體的響應,容易產(chǎn)生震動,所以請一邊注意響應性一邊提高速度環(huán)增益。

特點:位置環(huán)增益提高,響應性越高,定位時間越短。過大會引起震動和超調

位置環(huán)增益調整原則:

在保證位置環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定工作,位置不超差(過沖)的前提下,增大位置環(huán)的增益,以減小位置滯后量。簡單的方法,提高位置環(huán)增益直至過沖,然后再降低位置環(huán)增益,即為剛度較好的位置環(huán)增益速度環(huán)比例增益、速度積分時間常數(shù).

速度環(huán)比例增益、速度積分時間常數(shù)僅對電機在運行時(有速度)起作用。速度環(huán)比例增益的大小,影響電機速度的響應快慢,為了縮短調整時間,需要提高速度環(huán)增益,控制超程或行程不足。速度環(huán)積分時間常數(shù)的大小,影響伺服電電機穩(wěn)態(tài)速度誤差的大小及速度環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當伺服電機帶上實際負荷時,由于實際負載轉矩和負載慣量與缺省參數(shù)值設置時并不相符,速度環(huán)的帶寬會變窄,如果此時的速度環(huán)帶寬滿足需求,沒有發(fā)生電機速度爬行或振蕩等現(xiàn)象,可以不調整速度環(huán)的比例增益及積分時間常數(shù)。如果實際負荷使電機工作不穩(wěn)定,發(fā)生爬行或振蕩現(xiàn)象,或者現(xiàn)有的速度環(huán)帶寬不理想,則需要對速度環(huán)的比例增益、積分時間常數(shù)進行調整。

速度環(huán)參數(shù)調整的原則:

是保證速度環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定,不振蕩的前提下,使速度環(huán)響應最快,并且系統(tǒng)穩(wěn)定工作。簡單的方法是,提高速度環(huán)的比例增益,直至系統(tǒng)發(fā)生振蕩,然后再降低一點速度環(huán)的比例增益,即為剛度較好速度環(huán)比例增益。

速度環(huán)積分時間常數(shù)對于伺服系統(tǒng)來說為延遲因素,因此設定過大會延長定位時間,使響應性變差,當慣量較大有震動時若不加大,機械又會出現(xiàn)震動,要根據(jù)實際情況來調,設定的比較小,在定位時雖然偏差脈沖可能會更接近于0,但是達到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時間可能會變長。

速度環(huán)積分時間常數(shù)調整的原則:

為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定的工作,應該調整速度環(huán)積分時間常數(shù)。調整的原則是,負載慣量折算到電機軸上的值與電機轉子慣量的倍數(shù)越大,速度環(huán)積分時間常數(shù)的值應增加越大。速度環(huán)積分時間常數(shù)的提高,需相應的提高速度環(huán)比例增益,以提高速度環(huán)的響應時間。這二個參數(shù)的調整,是一個反復的過程,需要對負載準確的認識與經(jīng)驗。

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