三菱伺服环增益调整需围绕位置环、速度环和电流环展开,通过参数优化平衡系统响应速度与稳定性,具体调整方法如下:
一、核心调整参数与作用
位置环增益(PGN1/PG1)
初始设定较小值(如300),逐步增加(每次+50),观察实际位置与目标位置的偏差。
若系统稳定且无超调,继续增加;若出现振荡,降低增益至稳定值。
示例:目标位置1000脉冲,实际到达980脉冲时,逐步调整至精度满足要求。
作用:决定系统对指令位置的跟随性,增益越高,定位时间越短,但过高易引发振荡。
调整方法:
速度环增益(VGN1/VG2)
在位置环增益稳定后,逐步增加速度环增益(如从默认值开始,每次+10%),观察系统是否有振荡或过冲。
结合速度积分补偿(VIC)调整:若系统响应慢,减小积分时间常数;若出现振荡,增大积分时间常数。
公式参考:速度环带宽(Hz)≈ (1+G)/(1+JL/JM)×速度环增益,其中G为转动惯量比,JL为负载惯量,JM为电机惯量。
作用:抑制速度波动,增强抗负载扰动能力。增益越高,速度响应越快,但过高可能导致机械振动。
调整方法:
电流环增益
作用:限制最大电流,提供加速扭矩。通常由电机型号决定,无需频繁调整。
调整场景:仅在电机过载或响应异常时,检查电流回路增益(如q轴增益#2211、d轴增益#2212)是否符合电机规格。
二、调整步骤与逻辑
自动调整模式(优先使用)
模式1:伺服放大器实时推断负载惯量比,自动设定最优增益。适用于大多数通用场景。
模式2:手动设定负载惯量比(参数No.PB06),适用于自动推断不准确时。
响应性设定:通过参数No.PA09调整系统整体响应性,值越大定位时间越短,但需避免振动。
手动调整模式(自动调整不满足时)
步骤1:设定负载惯量比(参数No.34或No.PB06)。
步骤2:初始设定位置环增益为较小值,逐步增加至稳定。
步骤3:调整速度环增益,观察系统响应,结合积分补偿消除稳态误差。
步骤4:若发生机械共振,使用自适应振动抑制控制(参数No.60)或机械共振抑制滤波器(参数No.58-59)。
步骤5:精密调整各增益,检查定位特性和旋转状态。
多环协同调整
速度环优先:先优化速度环增益和积分时间常数,确保速度响应稳定。
位置环优化:在速度环稳定后,调整位置环增益以缩短定位时间。
前馈控制:若需进一步缩短定位时间,可增加速度前馈增益(不超过80%),但需避免过冲。
三、常见问题与解决方案
系统振荡
原因:增益过高或机械共振。
解决方案:降低位置环或速度环增益,使用滤波器抑制共振频率。
响应迟缓
原因:增益过低或积分时间常数过大。
解决方案:逐步增加速度环增益,减小积分时间常数。
机械异响
原因:响应过快或刚性过高。
解决方案:降低位置环和速度环增益,增大速度积分时间常数。
负载惯量不匹配
原因:实际负载惯量与缺省参数不符。
解决方案:准确设定负载惯量比(参数No.34或No.PB06),或使用自动调整模式重新推断。