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隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高,伺服控制技術(shù)、電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的快速發(fā)展,伺服運動與控制技術(shù)也在不斷走向成熟,電機運動控制平臺作為一種高性能的測試方式已經(jīng)被廣泛應用,人們對伺服性能的要求也在不斷提高。
一、三環(huán)控制原理
1、首先是電流環(huán),此環(huán)*在伺服驅(qū)動器內(nèi)部進行,通過霍爾裝置檢測驅(qū)動器給電機的各相的輸出電流,負反饋給電流的設(shè)定進行PID調(diào)節(jié),從而達到輸出電流盡量接近等于設(shè)定電流,電流環(huán)就是控制電機轉(zhuǎn)矩的,所以在轉(zhuǎn)矩模式下驅(qū)動器的運算zui小,動態(tài)響應zui快。
2、第二環(huán)是速度環(huán),通過檢測的伺服電機編碼器的信號來進行負反饋 PID 調(diào)節(jié),它的環(huán)內(nèi) PID 輸出直接就是電流環(huán)的設(shè)定,所以速度環(huán)控制時就包合了速皮環(huán)和電流環(huán),換句話說任何棋式都必須使用電流環(huán),電流環(huán)是控制的跟本,在速度和位置控制的同時系統(tǒng)實際也在進行電流(轉(zhuǎn)矩)的控制以達到對速度和位置的相應控制。
3、第三環(huán)是位置環(huán),它是zui外環(huán),可認在驅(qū)動器和伺服電機編碼器間構(gòu)建也可以在外部控制器和電機編碼器或zui終負載間構(gòu)建,要根據(jù)實際情況來定。由于位置控制環(huán)內(nèi)部輸出就是速度環(huán)的設(shè)定,位置控制模式下系統(tǒng)進行了所有 3 個環(huán)的運算,此時的系統(tǒng)運算量zui大,動態(tài)響應速度也zui慢。
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圖 1.1
二、影響控制的因素
1、速度環(huán)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(shù)進行合適的調(diào)節(jié)才能達到理想效果。
2、位置環(huán)主要進行P(比例)調(diào)節(jié)。對此我們只要設(shè)定位置環(huán)的比例增益就好了。當進行位置模式需要調(diào)節(jié)位置環(huán)時,先調(diào)節(jié)速度環(huán),位置環(huán)、速度環(huán)的參數(shù)調(diào)節(jié)沒有什么固定的數(shù)值,要根據(jù)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(zhuǎn)子慣量和輸出慣量等等很多條件來決定,調(diào)節(jié)的簡單方法是在根據(jù)外部負載的情況進行大體經(jīng)驗的范圍內(nèi)將增益參數(shù)從小往大調(diào),積分時間常數(shù)從大往小調(diào),以不出現(xiàn)震動超調(diào)的穩(wěn)態(tài)值為*值進行設(shè)定。
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