伺服驅動器的幾種工作模式

ID:107593 · 發表于 2016-3-11 00:08

運動伺服驅動一般都是三環控制系統，從內到外依次是電流環、速度環、位置環。

1、首先說電流環：電流環的輸入是速度環PID調節后的那個輸出，我們稱為“電流環給定”吧，然后呢就是電流環的這個給定和“電流環的反饋”值進行比較后的差值在電流環內做PID調節輸出給電機，“電流環的輸出”就是電機的每相的相電流，“電流環的反饋”不是編碼器的反饋而是在驅動器內部安裝在每相的霍爾元件（磁場感應變為電流電壓信號）反饋給電流環的。

2、速度環：速度環的輸入就是位置環PID調節后的輸出以及位置設定的前饋值，我們稱為“速度設定”，這個“速度設定”和“速度環反饋”值進行比較后的差值在速度環做PID調節（主要是比例增益和積分處理）后輸出就是上面講到的“電流環的給定”。速度環的反饋來自于編碼器的反饋后的值經過“速度運算器”得到的。

3、位置環：位置環的輸入就是外部的脈沖（通常情況下，直接寫數據到驅動器地址的伺服例外），外部的脈沖經過平滑濾波處理和電子齒輪計算后作為“位置環的設定”，設定和來自編碼器反饋的脈沖信號經過偏差計數器的計算后的數值在經過位置環的PID調節（比例增益調節，無積分微分環節）后輸出和位置給定的前饋信號的合值就構成了上面講的速度環的給定。位置環的反饋也來自于編碼器。

伺服的電流環的PID常數一般都是在驅動器內部設定好的，操作使用者不需要更改。
　　
速度環主要進行PI（比例和積分），比例就是增益，所以我們要對速度增益和速度積分時間常數進行合適的調節才能達到理想效果。
　
　位置環主要進行P（比例）調節。對此我們只要設定位置環的比例增益就好了。

　　位置環、速度環的參數調節沒有什么固定的數值，要根據外部負載的機械傳動連接方式、負載的運動方式、負載慣量、對速度、加速度要求以及電機本身的轉子慣量和輸出慣量等等很多條件來決定，調節的簡單方法是在根據外部負載的情況進行大體經驗的范圍內將增益參數從小往大調，積分時間常數從大往小調，以不出現震動超調的穩態值為最佳值進行設定。

　　當進行位置模式需要調節位置環時，最好先調節速度環（此時位置環的比例增益設定在經驗值的最小值），調節速度環穩定后，在調節位置環增益，適量逐步增加，位置環的響應最好比速度環慢一點，不然也容易出現速度震蕩。

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伺服驅動器的幾種工作模式