关于速度环增益与位置环增益调整原则
安川伺服参数设定说明
安川伺服参数设定说明一、参数设置前的准备工作在进行参数设定之前，我们需要先了解一些基本的概念和参数含义，以便更好地理解和应用参数。
1.1速度环和位置环安川伺服驱动器中有两个重要的环称为速度环和位置环。
速度环控制驱动器的速度输出，而位置环控制驱动器的位置输出。
1.2速度环参数a)P增益：是速度环的比例增益，用于调节速度环的灵敏度。
b)I增益：是速度环的积分增益，用于调节速度环的稳定性。
c)D增益：是速度环的微分增益，用于调节速度环的响应速度。
1.3位置环参数a)P增益：是位置环的比例增益，用于调节位置环的灵敏度。
b)I增益：是位置环的积分增益，用于调节位置环的稳定性。
c)D增益：是位置环的微分增益，用于调节位置环的响应速度。
二、参数设定步骤进行安川伺服参数设定的一般步骤如下：2.1设置速度环参数a)调整P增益：从一个较小的值开始逐渐增大，直到达到理想的速度响应。
b)调整I增益：从一个较小的值开始逐渐增大，直到达到理想的速度稳定性。
c)调整D增益：根据实际应用需求进行微调，以达到更好的速度控制效果。
2.2设置位置环参数a)调整P增益：从一个较小的值开始逐渐增大，直到达到理想的位置响应。
b)调整I增益：从一个较小的值开始逐渐增大，直到达到理想的位置稳定性。
c)调整D增益：根据实际应用需求进行微调，以达到更好的位置控制效果。
2.3保存参数在完成参数设定后，需要将参数进行保存，以便下次使用时可以直接加载使用。
三、注意事项在进行安川伺服参数设定时，需要注意以下几点：3.1应用类型选择根据实际应用需求选择伺服驱动器的应用类型，包括位置控制、速度控制和力矩控制等。
3.2参数范围设置根据实际系统的特点和要求，设置参数的合理范围，避免参数设定过大或过小导致的系统不稳定。
3.3参数调整顺序在进行参数调整时，一般先调整速度环参数，再调整位置环参数。
因为速度环是位置环的基础，速度环参数设定好后再进行位置环参数的调整会更加方便和稳定。
速度环、位置环增益作用
一文让你了解伺服驱动系统增益的作用以及调整的原则伺服是由3个反馈系统构成：位置环、速度环、电流环，越是内侧的环，越需要提高其响应性，不遵守该原则，则会产生偏差和震动。
由于电流环是最内侧的环，以确保了其充分的响应性，所以我们只需要调整位置环和速度环即可。
调整的主要参数是：位置环增益、速度环增益、速度积分时间常数。
位置环增益是决定对指令位置跟随性的参数。
与工件表面的优劣有密切关系，仅在驱动器工作在位置方式时有效，当伺服电机停止运行时，增加位置环比例增益，能提高伺服电机的刚性，即锁机力度。
伺服系统的响应性取决于位置环增益，提高位置环增益，位置环响应和切屑精度都会改善，同时减少调整时间和循环时间,但位置环增益又受限于速度环特性和机械特性。
为了提高响应性，如果仅提高位置环增益，作为伺服系统的整体的响应，容易产生震动，所以请一边注意响应性一边提高速度环增益。
特点：位置环增益提高，响应性越高，定位时间越短。
过大会引起震动和超调位置环增益调整原则：在保证位置环系统稳定工作，位置不超差(过冲)的前提下，增大位置环的增益，以减小位置滞后量。
简单的方法，提高位置环增益直至过冲，然后再降低位置环增益，即为刚度较好的位置环增益速度环比例增益、速度积分时间常数.速度环比例增益、速度积分时间常数仅对电机在运行时(有速度)起作用。
速度环比例增益的大小，影响电机速度的响应快慢，为了缩短调整时间，需要提高速度环增益，控制超程或行程不足。
速度环积分时间常数的大小，影响伺服电电机稳态速度误差的大小及速度环系统的稳定性。
当伺服电机带上实际负荷时，由于实际负载转矩和负载惯量与缺省参数值设置时并不相符，速度环的带宽会变窄，如果此时的速度环带宽满足需求，没有发生电机速度爬行或振荡等现象，可以不调整速度环的比例增益及积分时间常数。
如果实际负荷使电机工作不稳定，发生爬行或振荡现象，或者现有的速度环带宽不理想，则需要对速度环的比例增益、积分时间常数进行调整。
伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理
运动伺服一般都是三环控制系统，从内到外依次是电流环、速度环、位置环。
1、电流环：电流环的输入是速度环 PID 调节后的那个输出，电流环的输入值和电流环的反馈值进行比较后的差值在电流环内做 PID 调节输出给电机，“电流环的输出”就是电机的每相的相电流，“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件（磁场感应变为电流电压信号）反馈给电流环的。
电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。
任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的根本，在系统进行速度和位置控制的同时系统也在进行电流/ 转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。
2、速度环：速度环的输入就是位置环PID 调节后的输出以及位置设定的前馈值，速度环输入值和速度环反馈值进行比较后的差值在速度环做PID 调节（主要是比例增益和积分处理）后输出到电流环。
速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。
速度环控制包含了速度环和电流环。
3、位置环：位置环的输入就是外部的脉冲，外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”，位置环输入值和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID 调节（比例增益调节，无积分微分调节）后输出和位置给定的前馈值的和构成速度环的给定。
位置环的反馈也来自于编码器。
位置控制模式下系统进行了 3 个环的运算，系统运算量大，动态响应速度最慢。
编码器安装于伺服电机尾部，它和电流环没有任何联系，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、反馈没有任何联系。
而电流环是在驱动器内部形成的，即使没有电机，只要在每相上安装模拟负载（例如电灯泡）电流环就能形成反馈工作。
三种控制模式位置控制：通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的数量来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。
由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。
优化速度环
速度环的优化,一般涉及到速度环增益和速度环时间常数, 速度环时间常数越大和增益越低,速度环越稳定 ,但精度和动态特性越差,一般来说,速度环时间常数设在10ms左右, 而速度环增益调整在使速度环的阶约响应有20-40的超调.
位置环的优化涉及到位置环增益和加速度, 调整时先可以减少加速度值,再增加位置环增益值,保证系统稳定, 然后在适当增加加速度值,使之适应机床的机械特性,注意同一组的插补轴的位置环增益要一致,否则会影响加工精度.
伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理
运动伺服一般都是三环控制系统，从内到外依次是电流环、速度环、位置环。
1、电流环：电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出，电流环的输入值和电流环的反馈值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机，“电流环的输出”就是电机的每相的相电流，“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件（磁场感应变为电流电压信号）反馈给电流环的。
电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。
任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的根本，在系统进行速度和位置控制的同时系统也在进行电流/转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。
2、速度环：速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值，速度环输入值和速度环反馈值进行比较后的差值在速度环做PID调节（主要是比例增益和积分处理）后输出到电流环。
速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。
速度环控制包含了速度环和电流环。
3、位置环：位置环的输入就是外部的脉冲，外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”，位置环输入值和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节（比例增益调节，无积分微分调节）后输出和位置给定的前馈值的和构成速度环的给定。
位置环的反馈也来自于编码器。
位置控制模式下系统进行了3个环的运算，系统运算量大，动态响应速度最慢。
编码器安装于伺服电机尾部，它和电流环没有任何联系，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、反馈没有任何联系。
而电流环是在驱动器内部形成的，即使没有电机，只要在每相上安装模拟负载（例如电灯泡）电流环就能形成反馈工作。
三种控制模式位置控制：通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的数量来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。
由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。
三菱EZMotion—NCE60数控系统的调试
三菱EZMotion—NC E60数控系统的调试逐渐增大此值,直至产生振荡.出现振荡后采取滤波抑制方法即调整SV038(FHz1),经验值一般为SV005:250;SV038:500—700.(2)位置环增益的设定位置环增益(SV003:PGN1)是决定指令位置的跟随性的参数.增加PGN1,可提高指令位置的跟随性,缩短稳定时间.但要求速度环在位置环提高时具有良好的跟随性.若速度环的响应不佳,在加减速时会发生几赫兹的振动的过冲.另外,位置环增益与机床刚性密切相关.机床刚性不足时,定位时易产生机械振动.调整时应依照以下原则:①标准设定为33,各插补值应设为相值.②选择高速高增益(SHG)控制功能.SHG控制通过更稳定地补偿伺服系统位置环的延迟,可提高位置环的增益,缩短稳定时间和提高精度.SHG控制时与PGN1一起,按照下式的倍率设定PGN2,SHGC.PGN1:PGN2:SHGC号:6高速高增益(SHG)调整时要按照附表几组参数联合调整(一般选择第3组).设定值NO.简称参数名称设定比1组2组3组4组5组SV0o3位置环增益1l23263338478SV oo4位置环增益2627086102l253SV057SHG控制增益6140l6ol8722528lSV0o8VIA速度环超前补偿SHG控制时标准设定为1900 加速度前馈进SV0l5FFCSHG控制时标准设定为100给增益2010Fwd—g前馈进给增益SHG控制时标准设定为4O3.负载惯量比用户在选择伺服电动机时通常注重电动机的功率或转矩,而忽视电动机的惯量.电动机惯量恰恰是影响系统和加工精度的重要指标.伺服电动机分别有适当的负载惯量比(负载惯量/电动机惯量).如果负载惯量比过大,则控制容易变得不稳定,伺服参数的调整也变得很困难.不易改善进给轴的加工精度,定位轴的稳定时间过长,因此不能缩短定位时间.负载惯量比超过伺服电动机规格一览表中的推荐值时,应提高配置电动机的容量,或变更为负载惯量大的囫量笙箜显盟板l一':冷加工电动机系列.对于我们常用的机床,一般属高速高精密机械."电动机轴换算推荐负载惯量比"一般是电动机惯量的2倍以下.根据负载惯量比J=Jl+-,/J×100%(其中为机械惯量,-,为电动机惯量),因此在设定SV037(-,:负载惯量比)时,一般不超过300.在负载惯量比不明确时,可用下述方法测定:①高速高增益(SHG)按上表中第3组设置.②参数SV034 (SSF3伺服功能选择3)mort设为3.③参数SV060 (TLMT冲突检测等级)设为0.让某个轴自动运行一段往返移动程序,移动速度在400mm/min(如电动机转速为2000r/min,丝杠螺矩为8mm).此时在伺服诊断画面上读到的"高电流值1"在移动开始时会逐渐增加,待平稳后读取的值即电动机负载惯量倍率值,将此值输入到SV037中.测定结束后,将SV034设为0,即显示电流值.如负载惯量值超过400,说明电动机太小,应换成大功率或大惯量系列电动机.4.系统PLC程序的创建与调试目前与E60系统兼容的PLC开发软件有两种:M5PLCWIN和GXDEVELOPER.M5PLCWIN一般用于Windows98系统,程序创建后要转换成机械码方可与系统PLC进行通信.程序从系统上传至电脑时,也要进行相应的转换方可进行阅读和编辑.而GXDEVELOP. ER则不受操作系统的限制,程序的上传和下载都十分方便.但个别指令不能在两种开发软件中同时兼容,具体请参照相关说明.5.结束语和其他数控系统一样,三菱E60有其方便快捷的调试方法,用户一旦掌握,使用起来就感到得心应手,尤其在批量生产时,更能展现其优越性.但针对同样一种机型,尽管在所有配置都相同时,其参数尤其是伺服参数,都会不尽相同.因从机械性能角度出发,各部分的预紧力,摩擦力等不可能完全一样,因此在调整伺服参数时,要根据不同的机械性能进行针对性的调整.当出现加工精度或表面粗糙度不理想时,排除机械精度影响因素后,主要对伺服的各组参数进行反复调整,直至达到符合加工精度要求为止.l{(收稿日期:20041220)。
伺服电机速度环位置环扭矩环的控制原理
运动伺服一般都是三环控制系统，从内到外依次是电流环、速度环、位置环。
1、电流环：电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出，电流环的输入值和电流环的反馈值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机，“电流环的输出”就是电机的每相的相电流，“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件（磁场感应变为电流电压信号）反馈给电流环的。
电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。
任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的根本，在系统进行速度和位置控制的同时系统也在进行电流/转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。
2、速度环：速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值，速度环输入值和速度环反馈值进行比较后的差值在速度环做PID 调节（主要是比例增益和积分处理）后输出到电流环。
速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。
速度环控制包含了速度环和电流环。
3、位置环：位置环的输入就是外部的脉冲，外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”，位置环输入值和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节（比例增益调节，无积分微分调节）后输出和位置给定的前馈值的和构成速度环的给定。
位置环的反馈也来自于编码器。
位置控制模式下系统进行了3个环的运算，系统运算量大，动态响应速度最慢。
编码器安装于伺服电机尾部，它和电流环没有任何联系，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、反馈没有任何联系。
而电流环是在驱动器内部形成的，即使没有电机，只要在每相上安装模拟负载（例如电灯泡）电流环就能形成反馈工作。
三种控制模式位置控制：通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的数量来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。
由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。
速度环、位置环增益作用
一文让你了解伺服驱动系统增益的作用以及调整的原则伺服是由3个反馈系统构成：位置环、速度环、电流环，越是内侧的环，越需要提高其响应性，不遵守该原则，则会产生偏差和震动。
由于电流环是最内侧的环，以确保了其充分的响应性，所以我们只需要调整位置环和速度环即可。
调整的主要参数是：位置环增益、速度环增益、速度积分时间常数。
位置环增益是决定对指令位置跟随性的参数。
与工件表面的优劣有密切关系，仅在驱动器工作在位置方式时有效，当伺服电机停止运行时，增加位置环比例增益，能提高伺服电机的刚性，即锁机力度。
伺服系统的响应性取决于位置环增益，提高位置环增益，位置环响应和切屑精度都会改善，同时减少调整时间和循环时间,但位置环增益又受限于速度环特性和机械特性。
为了提高响应性，如果仅提高位置环增益，作为伺服系统的整体的响应，容易产生震动，所以请一边注意响应性一边提高速度环增益。
特点：位置环增益提高，响应性越高，定位时间越短。
过大会引起震动和超调位置环增益调整原则：在保证位置环系统稳定工作，位置不超差(过冲)的前提下，增大位置环的增益，以减小位置滞后量。
简单的方法，提高位置环增益直至过冲，然后再降低位置环增益，即为刚度较好的位置环增益速度环比例增益、速度积分时间常数.速度环比例增益、速度积分时间常数仅对电机在运行时(有速度)起作用。
速度环比例增益的大小，影响电机速度的响应快慢，为了缩短调整时间，需要提高速度环增益，控制超程或行程不足。
速度环积分时间常数的大小，影响伺服电电机稳态速度误差的大小及速度环系统的稳定性。
当伺服电机带上实际负荷时，由于实际负载转矩和负载惯量与缺省参数值设置时并不相符，速度环的带宽会变窄，如果此时的速度环带宽满足需求，没有发生电机速度爬行或振荡等现象，可以不调整速度环的比例增益及积分时间常数。
如果实际负荷使电机工作不稳定，发生爬行或振荡现象，或者现有的速度环带宽不理想，则需要对速度环的比例增益、积分时间常数进行调整。