伺服驱动器--增益调整

增益调整分为快速调整和自整定。快速调整是通过修改刚性等级找到一个合适的增益参数，若刚性等级不满足使用需求，可以在所设刚性等级下修改响应性参数和刚性参数。自整定分为内部指令自整定和外部指令自整定。自整定（内部指令自整定）是指，不从上位装置发出指令，伺服单元进行自动运行（正转及反转的往复运动），在运行中根据机械特性进行调整的功能。自整定（外部指令自整定）是针对来自上位装置的运行指令自动进行最佳调整的功能。

1.1 惯量辨识

（转动惯量(Momentum of Inertia)，是刚体绕轴转动时惯性（回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性）的量度，用字母I或J表示。 [1] 在经典力学中，转动惯量（又称质量惯性矩，简称惯矩）通常以I 或J表示，SI 单位为 kg•m²。对于一个质点，I = mr²，其中 m 是其质量，r 是质点和转轴的垂直距离。转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量，可形式地理解为一个物体对于旋转运动的惯性，用于建立角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系。)
1、点动配置

设置——限位运动速度，点击【伺服使能】。
设置——软件反向限位，点击【确认】。
设置——软件正向限位，点击【确认】，弹出提示框，点击确定。
2. 手动设定

设置行程圈数。
设置运动方向，点击确定，弹出提示对话框，点击确定。

1.2 刚性等级

(在伺服电机的应用中，用联轴器来连接电机和负载，就是典型的刚性连接。而用同步带或者皮带来连接电机和负载，就是典型的柔性连接。电机刚性就是电机轴抗外界力矩干扰的能力，而我们可以在伺服控制器调节电机的刚性。伺服电机的机械刚度跟它的响应速度有关。一般刚性越高其响应速度也越高，但是调太高的话，很容易让电机产生机械共振。所以，在一般的伺服放大器参数里面都有手动调整响应频率的选项，要根据机械的共振点来调整，需要时间和经验（其实就是调增益参数）。在伺服系统位置模式下，施加力让电机偏转，如果用力较大且偏转角度较小，那么就认为伺服系统刚性强，反之则认为伺服刚性弱。注意这里我说的刚性，其实更接近响应速度这个概念。从控制器角度看的话，刚性其实是速度环、位置环和时间积分常数组合成的一个参数，它的大小决定机械的一个响应速度。
像松下和三菱伺服都有自动增益功能，通常不需要特别去调整。国产的一些伺服，只能够手工调整。
其实如果你不要求定位快，只要准，在阻力不大的时候，刚性低，也可以做到定位准，只不过定位时间长。因为刚性低的话定位慢，在要求响应快，定位时间短的情况下，就会有定位不准的错觉。

1.2.1 刚性等级设定

若机器产生较大噪声，则不宜增加刚性等级。增加刚性等级过程中，若产生共振，需要先消除共振，再尝试增加。

1.2.2微调参数

若刚性等级不满足使用需求，可以在所设刚性等级下修改响应性参数和刚性参数。一般仅需要修改响应性参数P2-49。

1.3 指令滤波

1.4 机械特性曲线

陷波器通过降低特定频率处的增益，可达到抑制机械共振的目的。正确设置陷波器后，振动可以得到有效抑制，可尝试继续增大伺服增益。

电机发生共振后点击机械特性的测定，机械特性测定完成之后会生成机械特性曲线，点击指针中显示的复选框，找到共振频率点，在曲线图上点击鼠标左键，可以得到幅频和相频的数值，将频率的值输入到陷波器设置的频率中，点击写入即可。

1.5 项目实战：

调试要求：指令给定完成时间到伺服定位完成时间要小于10ms，且没有振动。
电机的额定电流：4A
电机峰值电流：12A。
步骤
1、伺服正确完成接线，电机代码设置正确，点动和试运行无误，安装负载。
2、打开【增益调整】中的【快速调整】界面，推定惯量。

3.1、刚性等级15 的情况下分析曲线

打开刚性等级界面，默认情况下刚性等级为15，（若使能后遇到机械振动请使用机械特性分析功能，消除共振。）

点击【波形曲线】中的【曲线采集】，打开【曲线采集】界面。
选择采样模式为手动触发，采样频率选择1000，采样周期选择1024，采样占比选择100，配置通道，若没有特殊要求，默认即可。伺服处于运行状态，点击【手动触发】，待读取数据由灰变亮后，点击【读取数据】，数据采集后绘制成曲线显示。刚性等级15（默认）情况下的位置指令和位置反馈曲线。在图形中按住鼠标左键拖拽，可以放大位置指令和位置反馈曲线。添加游标比较功能，分析位置曲线响应时间。在刚性等级15 的情况下可以看出，指令给定完成时间到伺服定位完成时间为15ms，不符合调试要求。

刚性等级15（默认）情况下的转矩电流指令和转矩电流反馈曲线。电机的额定电流为4A，峰值电流为12A。借助游标比较功能可以看出转矩电流反馈、转矩电流指令的最大值和最小值均未达到峰值电流，刚性等级可以继续增加。

3.2、刚性等级28 的情况下分析曲线

增大刚性等级，重新采集曲线。刚性等级28 的情况下，采集曲线。曲线采集分析，添加游标，指令给定完成时间到伺服定位完成时间为6ms，但是刚性等级略高，电机产生振动，不符合调试要求。刚性等级28 情况下的转矩电流指令和转矩电流反馈曲线。电机的额定电流为4A，峰值电流为12A。借助游标比较功能可以看出转矩电流反馈、转矩电流指令的最大值和最小值均未达到峰值电流，但是电机的电流声过大且有振动，不符合要求，需降低刚性等级。

3.3、刚性等级22 的情况下分析曲线

为了减小电机的振动，可降低刚性等级和增大模型环增益。刚性等级减小到22，模型环增益增加到1500。曲线采集，添加游标，指令给定完成时间到伺服定位完成时间为10ms。此时电机无振动，同时响应性比较好。刚性等级22 情况下的转矩电流指令和转矩电流反馈曲线。电机的额定电流为4A，峰值电流为12A。借助游标比较功能可以看出转矩电流反馈、转矩电流指令的最大值和最小值均未达到峰值电流，电机无振动，且指令给定完成时间到伺服定位完成时间在10ms 以内，符合调试要求。

补充说明：

常用采样模式
1、手动触发——上位机软件配置此模式后，伺服上电就会一直采集数据，当伺服处于不使能状态，手动触发也可获取数据。
2、运动触发——上位机软件配置此模式后，通过PLC 发送脉冲指令使电机转动，软件侦测到伺服数据区存在数据就变为绿色(可采集)
3、使能触发——上位机软件配置此模式后，伺服使能，软件侦测到伺服数据区存在数据就变为绿色(可采集)。
4、报警触发——上位机软件配置此模式后，伺服发生报警，软件侦测到伺服数据区存在数据就变为绿色(可采集)。
5、关使能触发——上位机软件配置此模式后，伺服关闭使能，软件侦测到伺服数据区存在数据就变为绿色(可采集)。

采样频率

称为采样速度或者采样率，定义了单位时间内从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，它用赫兹（Hz）来表示。采样频率的倒数是采样周期或者叫作采样时间，它是采样之间的时间间隔。通俗的讲采样频率是指计算机单位时间内能够采集多少个信号样本。

采样周期

常指在周期性的采样系统中，当对一模拟量进行采样时，两次采样之间的时间间隔。

换算公式

°/s=6rpm/减速比