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VF1424L,C13,S35,PT1 1866-2131伺服器渠道商介绍伺服控制6大注意事项：

1. 转矩控制：

转矩控制方式是经过外部模仿量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，详细表现为例如 10V 对应 5Nm 的话，当外部模仿量设定为 5V 时电机轴输出为 2.5Nm:假如电机轴负载低于 2.5Nm 时电机正转，外部负载等于 2.5Nm 时电机不转，大于 2.5Nm 时电机反转（通常在有重力负载状况下产生）。

能够经过即时的改动模仿量的设定来改动设定的力矩大小，也可经过通讯方式改动对应的地址的数值来完成。应用主要在对材质的受力有严厉请求的缠绕和放卷的安装中，例如饶线安装或拉光纤设备，转矩的设定要依据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改动。

2. 位置控制：

位置控制形式普通是经过外部输入的脉冲的频率来肯定转动速度的大小，经过脉冲的个数来肯定转动的角度，也有些伺服能够经过通讯方式直接对速度和位移停止赋值。

由于位置形式能够对速度和位置都有很严厉的控制，所以普通应用于定位安装。

3. 速度形式：

经过模仿量的输入或脉冲的频率都能够停止转动速度的控制，在有上位控制安装的外环 PID 控制时速度形式也能够停止定位，但必需把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反应以做运算用。

位置形式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测安装来提供了，这样的优点在于能够减少中间传动过程中的误差，增加整个系统的定位精度。

4. 全闭环控制形式：全闭环控制是相关于半闭环控制而言的。

首先我们来理解下半闭环控制，半闭环是指数控系统或 PLC发出速脉冲指令。伺服承受指令，然后执行，在执行的过程中，伺服自身的编码器停止位置反应给伺服，伺服本人停止偏向修正，伺服自身误差可防止，但是机械误差无法防止，由于控制系统不晓得实践的位置。

而全闭环是指伺服承受上位控制器发出速度可控的脉冲指令，伺服承受信号执行，执行的过程中，在机械安装上有位置反应的安装，直接反应给控制系统，控制系统经过比拟，判别出与实践偏向，给伺服指令，停止偏向修正，这样控制系统经过频率可控的脉冲信号完成伺服的速度环控制，然后又经过位置传感器（光栅尺、编码器）完成伺服的位置环控制，这种把伺服电机、运动控制器、位置传感器三者有机的分离在一同的控制形式称之为全闭环控制。

（二）伺服电机PID三环对伺服控制的影响

伺服电机普通为三个环控制，所谓三环就是 3 个闭环负反应PID调理系统。从内向外分别为电流环、速度环、位置环。

1. 电流环：最内的 PID 环就是电流环，此环完整在伺服驱动器内部停止，经过霍尔安装检测驱动器给电机的各相的输出电流，负反应给电流的设定停止 PID 调理，从而到达输出电流尽量接近等于设定电流，电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩形式下驱动器的运算最小，动态响应**。

2. 速度环：经过检测的电机编码器的信号来停止负反应 PID 调理，它的环内 PID 输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包含了速度环和电流环，换句话说任何形式都必需运用电流环，电流环是控制的基本，在速度和位置控制的同时系统实践也在停止电流（转矩）的控制以到达对速度和位置的相应控制。

3. 位置环：它是最外环，能够在驱动器和电机编码器间构建也能够在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建，要依据实践状况来定。由于位置控制环内部输出就是速度环的设定，位置控制形式下系统停止了一切 3 个环的运算，此时的系统运算量**，动态响应速度也最慢。

（三）三环的增益调整

1. 首先电流环：电流环的输入是速度环 PID 调理后的那个输出，我们称为“电流环给定”吧，然后呢就是电流环的这个给定和“电流环的反应”值停止比拟后的差值在电流环内做 PID 调理输出给电机，“电流环的输出”就是电机的每相的相电流，“电流环的反应”不是编码器的反应而是在驱动器内部装置在每相的霍尔元件（磁场感应变为电流电压信号）反应给电流环的。

2. 速度环：速度环的输入就是位置环 PID 调理后的输出以及位置设定的前馈值，我们称为“速度设定”，这个“速度设定”和“速度环反应”值停止比拟后的差值在速度环做PID 调理（主要是比例增益和积分处置）后输出就是上面讲到的“电流环的给定”。速度环的反应来自于编码器的反应后的值经过“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（通常状况下，直接写数据到驱动器地址的伺服例外），外部的脉冲经过平滑滤波处置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应的脉冲信号经过偏向计数器的计算后的数值在经过位置环的 PID 调理（比例增益调理，无积分微分环节）后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。

位置环的反应也来自于编码编码器装置于伺服电机尾部，它和电流环没有任何联络，他采样来自于电机的转动而不是电机电流，和电流环的输入、输出、反应没有任何联络。而电流环是在驱动器内部构成的，即便没有电机，只需在每相上装置模仿负载（例如电灯泡）电流环就能构成反应工作。

（四）PID 控制的概念

PID 是控制系统中的重要参数，指控制方式，指输出与输入之间的响应方式，英文字母比例（P）、积分（I）、微分（D）。

PID 控制把搜集到的数据和一个参考值停止比拟，然后把这个差异用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是能够让系统的数据到达或者坚持在参考值。和其他简单的控制运算不同，PID 控制能够依据历史数据和差异的呈现率来调整输入值，这样能够使系统愈加精确，愈加稳定。能够经过数学的办法证明，在其他控制办法招致系统有稳定误差或过程重复的状况下，一个PID 反应回路却能够坚持系统的稳定简单来说 PID 控制就是反应控制经过丈量关怀的变量与希冀值比拟，然后用这个误差纠正调理控制系统。

（五）PID 各自对差值调理对系统的影响

1. 单独的 P（比例）就是将差值停止成比例的运算，它的显著特性就是有差调理，有差的意义就是调理过程完毕后，被调量不可能与设定值精确相等，它们之间一定有残差，残差详细值能够经过比例关系计算出。增加比例将会**减小残差并增加系统响应，但容易招致系统剧烈震荡以至不稳定。

2. 单独的 I（积分）就是使调理器的输出信号的变化速度与差值信号成正比，大家不难了解，假如差值大，则积分环节的变化速度大，这个环节的正比常数的比例倒数我们在伺服系统里通常叫它为积分时间常数，积分时间常数越小意味着系统的变化速度越快，所以同样假如增大积分速度（也就是减小积分时间常数）将会降低控制系统的稳定水平，直到**呈现发散的震荡过程，这个环节**的益处就是被调量**是没有残差的。

3. PI（比例积分）就是综合 P 和 I 的优点，应用 P 调理快速抵消干扰的影响，同时应用 I 调理消弭残差。

4. 单独的 D（微分）就是依据差值的方向和大小停止调理的，调理器的输出与差值关于时间的导数成正比，微分环节只能起到辅助的调理作用，它能够与其他调理分离成 PD 和 PID调理。它的益处是能够依据被调理量（差值）的变化速度来停止调理，而不要等到呈现了很大的偏向后才开端动作，其实就是赋予了调理器以某种水平上的预见性，能够增加系统对微小变化的响应特性。

伺服的电流环的 PID 常数普通都是在驱动器内部设定好的，操作运用者不需求更改。

速度环主要停止 PI（比例和积分），比例就是增益，所以我们要对速度增益和速度积分时间常数停止适宜的调理才干到达理想效果。

位置环主要停止 P（比例）调理。

对此我们只需设定位置环的比例增益就好了。

位置环、速度环的参数调理没有什么固定的数值，要依据外部负载的机械传动衔接方式、负载的运动方式、负载惯量、对速度、加速度请求以及电机自身的转子惯量和输出惯量等等很多条件来决议，调理的简双方法是在依据外部负载的状况停止大致经历的范围内将增益参数从小往大调，积分时间常数从大往小调，以不呈现震动超调的稳态值为**值停止设定。

当停止位置形式需求调理位置环时，**先调理速度环（此时位置环的比例增益设定在经历值的最小值），调理速度环稳定后，在调理位置环增益，适量逐渐增加，位置环的响应**比速度环慢一点，不然也容易呈现速度震荡。

（六）增益调整的准绳及留意事项

松下和三菱伺服都有自动增益功用。通常下都应该设置成自动增益。不需求特别去调整了。但也有一些伺服需求手工调整。手工调整时需留意以下几点位置环是调整静态增益的，速度环是调整动态增益的。

简单讲就是，在马达中止的时分调整位置环，在马达运转时分调整速度环。

位置环增益，进步位置响应的速度，也就是说找到位置的快慢，增益越高到达目的的时间越短，不是速度的关系，闭环系统在**定位完毕的中央是个高速震荡的过程，在目的值左近快速震荡，**找到目的。增益高，这个震荡完毕就快，这个是伺服电机的重要性能指标之一。

速度环增益当然就是对应速度，到达目的速度的性能。

看起来增益是越高越好，实践操作不是这样，伺服系统增益过高会带来共振，产生宏大的噪声，形成电机猛烈的震动。倡议把增益调得尽量低。马达就不会乱叫了。由于大局部人运用伺服的时分，都不需求很高的响应。只需求保证马达不发作共振就行了。

过高的增益还会带来超速，过载，过流等等的问题。由于理想的计算值与实践电机的才能还是有差距的，包括电子元件的电流负荷才能和响应才能等等。

资讯来源：汕头罗克自动化