松下伺服電機代理—日弘忠信今天給大家講講伺服電機的調試及控制方式有哪些?伺服電機的調試及控制方式。伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機可應用在是火花機、機械手、精確的機器等方面，通常只要是要有動力源的，而且對精度有要求的一般都可能涉及到伺服電機。在使用伺服電機之前都要對其進行調試，具體如下：

　　伺服電機的調試及控制方式

　　1.初始化參數(shù)

　　在接線之前，先初始化參數(shù)。

　　在控制卡上：選好控制方式;將PID參數(shù)清零;讓控制卡上電時默認使能信號關閉;將此狀態(tài)保存，確?？刂瓶ㄔ俅紊想姇r即為此狀態(tài)。在伺服電機上：設置控制方式;設置使能由外部控制;編碼器信號輸出的齒輪比;設置控制信號與電機轉速的比例關系。一般來說，建議使伺服工作中的最大設計轉速對應9V的控制電壓。

　　2.接線

　　將控制卡斷電，連接控制卡與伺服之間的信號線。以下的線是必須要接的：控制卡的模擬量輸出線、使能信號線、伺服輸出的編碼器信號線。復查接線沒有錯誤后，伺服電機和控制卡(以及PC)上電。此時電機應該不動，而且可以用外力輕松轉動，如果不是這樣，檢查使能信號的設置與接線。用外力轉動電機，檢查控制卡是否可以正確檢測到電機位置的變化，否則檢查編碼器信號的接線和設置。

　　3.試方向

　　對于一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，如果反饋信號的方向不正確，后果肯定是災難性的。通過控制卡打開伺服的使能信號。這是伺服應該以一個較低的速度轉動，這就是傳說中的“零漂”。

　　一般控制卡上都會有抑制零漂的指令或參數(shù)。使用這個指令或參數(shù)，看電機的轉速和方向是否可以通過這個指令(參數(shù))控制。

　　如果不能控制，檢查模擬量接線及控制方式的參數(shù)設置。確認給出正數(shù)，電機正轉，編碼器計數(shù)增加;給出負數(shù)，電機反轉轉，編碼器計數(shù)減小。

　　如果電機帶有負載，行程有限，不要采用這種方式。測試不要給過大的電壓，建議在1V以下。如果方向不一致，可以修改控制卡或電機上的參數(shù)，使其一致。

　　4.抑制零漂

　　在閉環(huán)控制過程中，零漂的存在會對控制效果有一定的影響，最好將其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飄的參數(shù)，仔細調整，使電機的轉速趨近于零。由于零漂本身也有一定的隨機性，所以，不必要求電機轉速絕對為零。

　　5.建立閉環(huán)控制

　　再次通過控制卡將伺服使能信號放開，在控制卡上輸入一個較小的比例增益，至于多大算較小，這只能憑感覺了，如果實在不放心，就輸入控制卡能允許的最小值。將控制卡和伺服的使能信號打開。這時，電機應該已經能夠按照運動指令大致做出動作了。

　　6.調整閉環(huán)參數(shù)

　　細調控制參數(shù)，確保電機按照控制卡的指令運動，這是必須要做的工作，而這部分工作，更多的是經驗，這里只能從略了。

　　接下來，給大家介紹伺服電機的三種控制方式。

　　如果您對電機的速度、位置都沒有要求，只要輸出一個恒轉矩，當然是用轉矩模式。

　　如果對位置和速度有一定的精度要求，而對實時轉矩不是很關心，用速度或位置模式比較好。

　　如果上位控制器有比較好的閉環(huán)控制功能，用速度控制效果會好一點。如果本身要求不是很高，或者基本沒有實時性的要求，用位置控制方式對上位控制器沒有很高的要求。

　　就伺服驅動器的響應速度來看：轉矩模式運算量最小，驅動器對控制信號的響應最快;位置模式運算量最大，驅動器對控制信號的響應最慢。

　　對運動中的動態(tài)性能有比較高的要求時，需要實時對電機進行調整。

　　如果控制器本身的運算速度很慢(比如PLC，或低端運動控制器)，就用位置方式控制。

　　如果控制器運算速度比較快，可以用速度方式，把位置環(huán)從驅動器移到控制器上，減少驅動器的工作量，提高效率;

　　如果有更好的上位控制器，還可以用轉矩方式控制，把速度環(huán)也從驅動器上移開，這一般只是高端專用控制器才能這么做。

　　一般說驅動器控制的好壞，有個比較直觀的比較方式，叫響應帶寬。

　　當轉矩控制或速度控制時，通過脈沖發(fā)生器給它一個方波信號，使電機不斷的正轉、反轉，不斷的調高頻率，示波器上顯示的是個掃頻信號，當包絡線的頂點到達最高值的70.7%時，表示已經失步，此時頻率的高低，就能說明控制的好壞了，一般電流環(huán)能做到1000HZ以上，而速度環(huán)只能做到幾十赫茲。

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　　轉矩控制

　　轉矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設定電機軸對外的輸出轉矩的大小，具體表現(xiàn)為例如10V對應5Nm的話，當外部模擬量設定為5V時電機軸輸出為2.5Nm：如果電機軸負載低于2.5Nm時電機正轉，外部負載等于2.5Nm時電機不轉，大于2.5Nm時電機反轉(通常在有重力負載情況下產生)?？梢酝ㄟ^即時的改變模擬量的設定來改變設定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對應的地址的數(shù)值來實現(xiàn)。

　　應用主要在對材質的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如饒線裝置或拉光纖設備，轉矩的設定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。

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　　位置控制

　　位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉動速度的大小，通過脈沖的個數(shù)來確定轉動的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制，所以一般應用于定位裝置。

　　應用領域如數(shù)控機床、印刷機械等等。

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　　速度模式

　　通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉動速度的控制，在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時速度模式也可以進行定位，但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號，此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速，位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了，這樣的優(yōu)點在于可以減少中間傳動過程中的誤差，增加了整個系統(tǒng)的定位精度。

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　　談談3環(huán)

　　伺服電機一般為三個環(huán)控制，所謂三環(huán)就是3個閉環(huán)負反饋PID調節(jié)系統(tǒng)。最內的PID環(huán)就是電流環(huán)，此環(huán)完全在伺服驅動器內部進行，通過霍爾裝置檢測驅動器給電機的各相的輸出電流，負反饋給電流的設定進行PID調節(jié)，從而達到輸出電流盡量接近等于設定電流，電流環(huán)就是控制電機轉矩的，所以在轉矩模式下驅動器的運算最小，動態(tài)響應最快。

　　第2環(huán)是速度環(huán)，通過檢測的電機編碼器的信號來進行負反饋PID調節(jié)，它的環(huán)內PID輸出直接就是電流環(huán)的設定，所以速度環(huán)控制時就包含了速度環(huán)和電流環(huán)，換句話說任何模式都必須使用電流環(huán)，電流環(huán)是控制的根本，在速度和位置控制的同時系統(tǒng)實際也在進行電流(轉矩)的控制以達到對速度和位置的相應控制。

　　第3環(huán)是位置環(huán)，它是最外環(huán)，可以在驅動器和電機編碼器間構建也可以在外部控制器和電機編碼器或最終負載間構建，要根據(jù)實際情況來定。由于位置控制環(huán)內部輸出就是速度環(huán)的設定，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)運算量最大，動態(tài)響應速度也最慢。

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