伺服控制中的震动问题

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1、直流伺服电机的速度和位置控制原理是什么? 运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环、速度环和位置环。1、一方面电流环:电流环的输入是速度环ID调节后的输出,我们称为“电流环给定”,然后就是电流环的这个给定和“电流环的反馈”值进行比较,两者的差值在电流环内做PID调节,然后输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流。“电流环的反馈”不是编码器的反馈,而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。 2、速度环:速度环的输入就是位置环PID调节后的输出或者位置设定的前馈值,我们称为“速度设定”,这个“速度设定”和“速度环反馈”值进行比较,两者的差值

2、在速度环做ID调节(重要是比例增益和积分解决)后的输出就是上面讲到的“电流环的给定”。速度环的反馈来自于编码器的反馈值再通过“速度运算器”得到的。3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲(一般状况下,直接写数据到驱动器地址的伺服例外),外部的脉冲通过平滑滤波解决和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,设定和来自编码器反馈的脉冲信号通过偏差计数器计算,算出的数值再通过位置环的PI调节(比例增益调节,无积分微分环节)后输出,该输出和位置给定的前馈信号的合值就构成了上面讲的速度环的给定。位置环的反馈也来自于编码器。编码器安装于伺服电机尾部,它和电流环没有任何联系,它采样来自于电机的转动而不是电机电流,和

3、电流环的输入、输出、反馈都没有任何联系。而电流环是在驱动器内部形成的,虽然没有电机,只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。 I各自对差值调节对系统的影响:1、单独的P(比例)就是将差值进行成比例的运算,它的明显特点就是有差调节。有差的含义就是调节过程结束后,被调量不也许与设定值精确相等,它们之间一定有残差。增长比例将会有效的减小残差并增长系统响应,但容易导致系统剧烈震荡甚至不稳定。电机伺服系统离不开对转子位置(或磁场)的检测和初始定位。只有检测到初始转子实际位置后,控制系统才干正常工作。如果不能精确计算出初始转子的位置,电机的起动转矩削弱,浮现很大震动,且电机有临时反向

4、旋转的也许。精确可靠的转子初始位置检测装置(如旋转编码器)是伺服系统正常启动的必要条件。系统第一次上电时,若检测到起动命令,一方面检测U、W的电平状态,判断转子位于哪一区间,查表可获得转子磁极的位置,根据U,V,相的电平高下的组合就可懂得转子的区间范畴。60 60-120 10-180 1040 4-20 0-360U11 1 00 -V 0011-W 10 0 11可以运用定期器/计数器配合光电编码器的输出脉冲信号来测量电机的转速。具体的测速措施有M法、T法和M/法种。M/法的计数值1和M2,都随着转速的变化而变化,高速时,相称于M法测速,低速时,M=1,自动进入T法测速,因此MT法的合用范

5、畴不小于前两种,是目前应用广泛的一种测速措施。工作中,在固定的T时间内对光电编码器的脉冲计数,在第一种光电编码器上升沿定期器开始定期,同步开始记录光电编码器和时钟脉冲数,定期器定期时间到,对光电编码器的脉冲停止计数,而在下一种光电编码器的上升沿到来时刻,时钟脉冲才停止记录。采用M法既具有法测速的高速长处,又具有法测速的低速的长处。伺服电机中的刚度参数和速度环闭环?怎么互相影响的,本质关系是什么?对于多数伺服而言,刚度往往是多种闭环参数配合电机/系统特性的综合伙用成果,与闭环增益、内部指令滤波时间常数等有着直接联系。也有些伺服系统将刚度抽象出来,作为系统调节的目的参数,例如kologen的某些伺

6、服型号,既有老式的PI参数设立模式,也有刚度、频响等设立模式。它是一种自动调节后系统自动提供出的一种值,但人为也可以改动。核心是它自动调节后,它会提供一种速度闭环的带宽。另,既然刚度是自动调节后系统自动提供出的一种值,人为也可以改动,那么该厂家的伺服算法模型应当不是老式的PID,至少也是通过转化的,否则没有直接的可供顾客改动的刚度参数。kr Compax控制器就采用了刚度、阻尼作为调节量,其中刚度、阻尼的具体公式与、I甚至负载惯量比、电机常数有关。之因此这样让客户直接调节刚度、阻尼,估计是基于其物理意义比P、I、明确的因素。伺服电机的大惯量、中惯量、小惯量是什么意思?伺服电机的大惯量、中惯量、

7、小惯量就是惯性的大、中、小,各有各的用途,小惯量的高速往复性好,大惯量的自身惯量大,机床上用好点。伺服电机需要惯量匹配,日系列0倍与电机惯量左右(不同品牌有差别),欧系的2左右。一般来说欧系的惯量都小,由于她们电机做的是细长的。我选的一款伺服电机的功率,扭矩,惯量都比额定负载的大1倍多左右,这时用PL来控制伺服实现定位控制,对定位精度,响应速度有什么影响?可以用,就是有点挥霍,但是如果负载惯量比电机惯量大的话则不能大太多,根据系统大社区别看待。伺服的惯量不小于负载的,固然没有什么问题,这样定位精度才高,响应才快。伺服电机的刚性有什么作用?伺服电机刚性过大,刚性局限性,惯量过大,惯量局限性,具体

8、体现是如何的?尚有就是位置回路增益,速度回路增益,速度回路积分常数是什么意思?分别对刚性调节起什么作用?机械学上一般叫刚度,而非刚性,是指单位形变下所能承载的力。刚度好,意即以某精度动作时,负荷能力大并且同样稳定。也可以理解为伺服电机抵御(克服)负载惯性的能力,刚性越高负载越稳定,但是这和负载与电机之间的连接方式有关。刚性类似于调大增益,调大可以增快响应,但伺服里边设立的速度环积分又是可以单独调节的,和刚性没有直接关联。伺服刚性应与设备整体刚度相匹配。例如工作台上没有加工件,此时伺服的加速阶跃响应曲线上升沿很陡;当加上满负荷后,阶跃响应曲线仍然很陡并接近空载的曲线,阐明伺服的刚度调节的较好;如

9、果满负荷时曲线斜率变小变缓,甚至不能满足工艺规定,阐明伺服刚性差,也许是参数设立要调节,也也许是选型设计有问题。在力学中,有“刚度”和“柔度”两个物理量与她们相应,刚度是指物体发生单位形变时所需的力的大小;柔度则指物体在单位力下所发生的形变大小;电机刚性就是电机轴抵御外界力矩干扰的能力,也就是一般所讲的过载能力。伺服系统的位置环刚性分为动刚度和静刚度:静刚度指静力矩条件下,负载力与伺服系统被动产生的角位移的比值;动刚度指在指定频率的交变负载条件下,交变负载力矩幅值与伺服系统被动产生的交变角位移幅值的比,一般动刚度低于静刚度。刚性的调节可以在伺服控制器里进行调节,现场遇到的问题:电机负载一种垂直

10、方向的力,当电机停下来后电机的扭矩会始终不断的纠正,导致电机在静态下会产生振动,后通过修改电机静态刚性后OK。伺服电机的机械刚度跟它的响应速度有关,原则上刚性越高其响应速度也越高,但是调高了很容易产生机械共振,因此一般伺服放大器参数里均有手动调节响应频率的选项,要根据机械的共振点来调节,一般在10HZ左右就可以了。刚性过大的时候,会浮现来回震荡,无法停下来的现象。一般来说,当把刚性参数慢慢加大的时候,会浮现异响,这个时候就已经大了。其实就是轴的速度环定位能力太强,导致它冲过头,然后自己再纠正,无法停止。一般任何移动都会浮现,甚至是外力都可以让电机震荡。刚性弱(局限性或低)则相反,伺服电机响应变

11、慢,反映缓慢滞后,丢步严重(就是会移位),跑起来有飘的感觉,跑的不平稳,共振频率低,容易产生大的电机震动,这是由于无力让电机停下,导致冲过头。固然这是在速度较高的状况下,但是刚性软最后是能停下来的,就是高速停止的时候,会左右晃几次然后停下。刚性低的话好比是将伺服电机的联轴器改成扭转弹簧然后再输出,成果就是:伺服已经转到位了,但是由于负载作用,弹簧的变形使得输出端未达到伺服转动的角度,总是迟钝一点才来到,感觉就是明明已经给了指令它还不走,明明指令停了还要多走一段,但是不等于定位不准,如果轴与轴参数相称恰当,不会影响几何精度,有时也许还会高于高刚度。伺服电机刚性参数的高下取决于机床的性质以及加工工

12、艺。机床病态状况下刚性低会浮现多种破坏加工精度的状况,例如加工园成了椭圆的,锐角变成了钝角等等。刚性低不一定是坏事。此外伺服电机刚性减少是退磁了,维修是无法解决的。速度环是用来控制电机转速的,位置环是用来控制伺服电机的位置的,都是一种控制算法。有关电机转子的问题:刚性转子、柔性转子以及它们各自的特点?根据转子动力学,从平衡的观点出发,转子可分为刚性转子和(柔)挠性转子。刚性转子的定义有多种,一般来说,但凡工作转速远低于转子的一阶弯曲临界转速的转子视为刚性转子;而把工作转速接近或超过转子的一阶弯曲临界转速的转子视为挠性转子。通俗的说,刚性转子一般是指工作时转子的弯曲变形很小,可以忽视不计的转子,

13、如规定转子的变形占转子与支承总变形的10%如下的转子称刚性转子。另一种更确切的定义为:工作转速在弯曲型临界转速(严格说在80%临界转速)如下的转子为刚性转子。在国际原则化协会(O)“平衡术语国际原则”中,从平衡的角度定义刚性转子是:可以在一种或任意选定的两个校正平面上,以低于转子工作转速的任意转速进行平衡校正,且校正之后,在最高工作转速及低于工作转速的任意转速和接近实际的工作条件下(即在零至工作转速整个转速范畴内),其不平衡量均不明显地超过所规定的平衡规定的转子(即其不平衡量不会大大超过平衡公差)。而除此之外的转子都归为挠性转子。一般我们所说的刚性转子是指刚度相称大,转子在不平衡离心惯性力的作

14、用下所产生的动挠度很小,以致在转子工作和平衡的过程中可以忽视不计。挠性转子由于在运转及平衡时将产生挠曲变形,其状况要复杂得多饲服电机转动惯量与刚性的问题设备上用了两套富士的4W的饲服电机,目前有一台一上电就会感觉到轻微的震动,感觉好象是没有定好位。如果用手去触摸一下,或者给电机轴一点旋转力它就会正常,不再发出那种轻微震动的声音。询问厂家技术人员,她们说是由于把刚性设立的太高,可是减少刚性后来仍然浮现这种问题。而另一套同样的电机却没有这样的问题。并且出问题的电机反而是负载比较小的一套。并且空载的时候也浮现这样的问题,感觉和刚性设立没什么关系吧?,饲服电机的刚性和转动惯量设立对电机究竟有什么影响?

15、技术人员的回答属于“原则答案”,听到这样的现象,肯定是这样的答案。但是,空载也出问题,有点不对劲,应当不只是刚性的问题。不能肯定与否和刚性无关,一般来说,虽然有点别的问题,把刚性减少也可以减轻这种震动的。例如把刚性降到最小值,它应当就不会震了。此外负载小的话也也许是由于阻尼小,而阻尼小固然更容易震荡。anuc 伺服电机刚性值在那里调节?当数字伺服刚性设定不合适时,伺服系统的动态性能将变差,严重时甚至会使系统产生振荡与超调,这时必须进行参数的调节。停止时发生振荡。伺服系统停止时也许发生的振荡有高频振荡与低频振荡两种,对于停止时的振荡,调节环节:高频振荡 : 1减少速度环比例增益(PK2V) 4 156 24 2.减少负载惯量比 81 187 3.使用250s加速功能 *6 894 2066 4.使用脉冲克制功能 *0 180 低频振荡 : .提高负载惯量比 8*2 185 6减少速度环积分增益(PKlV) *43 855 2043 7.提高速度环比例增益(PK2V) 8 185 04数控铣床,打开电源和系

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