伺服驅(qū)動器怎么設(shè)置_伺服驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置步驟（KNDSD100詳解）

伺服驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置步驟

在自動化設(shè)備中，經(jīng)常用到伺服電機，特別是位置控制，大部分品牌的伺服電機都有位置控制功能，通過控制器發(fā)出脈沖來控制伺服電機運行，脈沖數(shù)對應(yīng)轉(zhuǎn)的角度，脈沖頻率對應(yīng)速度（與電子齒輪設(shè)定有關(guān)），當(dāng)一個新的系統(tǒng)，參數(shù)不能工作時，首先設(shè)定位置增益，確保電機無噪音情況下，盡量設(shè)大些，轉(zhuǎn)動慣量比也非常重要，可通過自學(xué)習(xí)設(shè)定的數(shù)來參考，然后設(shè)定速度增益和速度積分時間，確保在低速運行時連續(xù)，位置精度受控即可。

1、位置比例增益：設(shè)定位置環(huán)調(diào)節(jié)器的比例增益。設(shè)置值越大，增益越高，剛度越大，相同頻率指令脈沖條件下，位置滯后量越小。但數(shù)值太大可能會引起振蕩或超調(diào)。參數(shù)數(shù)值由具體的伺服系統(tǒng)型號和負(fù)載情況確定。

2、位置前饋增益：設(shè)定位置環(huán)的前饋增益。設(shè)定值越大時，表示在任何頻率的指令脈沖下，位置滯后量越小位置環(huán)的前饋增益大，控制系統(tǒng)的高速響應(yīng)特性提高，但會使系統(tǒng)的位置不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生振蕩。不需要很高的響應(yīng)特性時，本參數(shù)通常設(shè)為0表示范圍：0~100%

3、速度比例增益：設(shè)定速度調(diào)節(jié)器的比例增益。設(shè)置值越大，增益越高，剛度越大。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動系統(tǒng)型號和負(fù)載值情況確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定較大的值。

4、速度積分時間常數(shù)：設(shè)定速度調(diào)節(jié)器的積分時間常數(shù)。設(shè)置值越小，積分速度越快。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動系統(tǒng)型號和負(fù)載情況確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定較小的值。

5、速度反饋濾波因子：設(shè)定速度反饋低通濾波器特性。數(shù)值越大，截止頻率越低，電機產(chǎn)生的噪音越小。如果負(fù)載慣量很大，可以適當(dāng)減小設(shè)定值。數(shù)值太大，造成響應(yīng)變慢，可能會引起振蕩。數(shù)值越小，截止頻率越高，速度反饋響應(yīng)越快。如果需要較高的速度響應(yīng)，可以適當(dāng)減小設(shè)定值。

6、最大輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)置：設(shè)置伺服驅(qū)動器的內(nèi)部轉(zhuǎn)矩限制值。設(shè)置值是額定轉(zhuǎn)矩的百分比，任何時候，這個限制都有效定位完成范圍設(shè)定位置控制方式下定位完成脈沖范圍。本參數(shù)提供了位置控制方式下驅(qū)動器判斷是否完成定位的依據(jù)，當(dāng)位置偏差計數(shù)器內(nèi)的剩余脈沖數(shù)小于或等于本參數(shù)設(shè)定值時，驅(qū)動器認(rèn)為定位已完成，到位開關(guān)信號為 ON，否則為OFF。

在位置控制方式時，輸出位置定位完成信號，加減速時間常數(shù)設(shè)置值是表示電機從0~2000r/min的加速時間或從2000~0r/min的減速時間。加減速特性是線性的到達(dá)速度范圍設(shè)置到達(dá)速度在非位置控制方式下，如果伺服電機速度超過本設(shè)定值，則速度到達(dá)開關(guān)信號為ON，否則為 OFF。在位置控制方式下，不用此參數(shù)。與旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。

7、手動調(diào)整增益參數(shù)

調(diào)整速度比例增益KVP值。當(dāng)伺服系統(tǒng)安裝完后，必須調(diào)整參數(shù)，使系統(tǒng)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。首先調(diào)整速度比例增益KVP值．調(diào)整之前必須把積分增益KVI及微分增益KVD調(diào)整至零，然后將KVP值漸漸加大；同時觀察伺服電機停止時足否產(chǎn)生振蕩，并且以手動方式調(diào)整KVP參數(shù)，觀察旋轉(zhuǎn)速度是否明顯忽快忽慢．KVP值加大到產(chǎn)生以上現(xiàn)象時，必須將KVP值往回調(diào)小，使振蕩消除、旋轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定。此時的KVP值即初步確定的參數(shù)值。如有必要，經(jīng)KⅥ和KVD調(diào)整后，可再作反復(fù)修正以達(dá)到理想值。

調(diào)整積分增益KⅥ值。將積分增益KVI值漸漸加大，使積分效應(yīng)漸漸產(chǎn)生。由前述對積分控制的介紹可看出，KVP值配合積分效應(yīng)增加到臨界值后將產(chǎn)生振蕩而不穩(wěn)定，如同KVP值一樣，將KVI值往回調(diào)小，使振蕩消除、旋轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定。此時的KVI值即初步確定的參數(shù)值。

調(diào)整微分增益KVD值。微分增益主要目的是使速度旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，降低超調(diào)量。因此，將KVD值漸漸加大可改善速度穩(wěn)定性。

調(diào)整位置比例增益KPP值。如果KPP值調(diào)整過大，伺服電機定位時將發(fā)生電機定位超調(diào)量過大，造成不穩(wěn)定現(xiàn)象。此時，必須調(diào)小KPP值，降低超調(diào)量及避開不穩(wěn)定區(qū)；但也不能調(diào)整太小，使定位效率降低。因此，調(diào)整時應(yīng)小心配合。

8、自動調(diào)整增益參數(shù)

現(xiàn)代伺服驅(qū)動器均已微計算機化，大部分提供自動增益調(diào)整（ autotuning）的功能，可應(yīng)付多數(shù)負(fù)載狀況。在參數(shù)調(diào)整時，可先使用自動參數(shù)調(diào)整功能，必要時再手動調(diào)整。

事實上，自動增益調(diào)整也有選項設(shè)置，一般將控制響應(yīng)分為幾個等級，如高響應(yīng)、中響應(yīng)、低響應(yīng)，用戶可依據(jù)實際需求進(jìn)行設(shè)置。

1、KNDSD100基本性能

1.1、基本功能

SD100采用國際上先進(jìn)的數(shù)字信號處理器（DSP）TM320（S240）、大規(guī)模可編程門陣列（FPGA）、日本三菱的新一代智能化功率模塊（1PM），集成度高，體積小，具有超速、過流、過載、主電源過壓欠壓、編碼器異常和位置超差等保護(hù)功能。

與步進(jìn)電動機相比，交流伺服電動機無失步現(xiàn)象。伺服電動機自帶編碼器，位置信號反饋至伺服驅(qū)動器，與開環(huán)位置控制器一起構(gòu)成半閉環(huán)控制系統(tǒng)。調(diào)速比寬 1：5000，轉(zhuǎn)矩恒定，1 r和2000r的扭矩基本一樣，從低速到高速都具有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩特性和很快的響應(yīng)特性。采用全數(shù)字控制，控制簡單靈活。用戶通過參數(shù)修改可以對伺服的工作方式、運行特性作出適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。目前價格僅比步進(jìn)電動機高2000～3000元。

1.2、參數(shù)調(diào)整

SD100為用戶提供了豐富的用戶參數(shù)0～59個，報警參數(shù)1～32個，監(jiān)視方式（電動機轉(zhuǎn)速，位置偏差等）22個。用戶可以根據(jù)不同的現(xiàn)場情況調(diào)整參數(shù)，以達(dá)到最佳控制效果。幾種常用的參數(shù)的含義是：

（1）“0”號為密碼參數(shù)，出廠值315，用戶改變型號必須將此密碼改為385。

（2）“1”號為型號代碼，對應(yīng)同系列不同功率級別的驅(qū)動器和電動機。

（3）“4”號為控制方式選擇，改變此參數(shù)可設(shè)置驅(qū)動器的控制方式。其中，“0”為位置控制方式；“1”為速度控制方式；“2”為試運行控制方式；“3”為JOG控制方式；“4”為編碼器調(diào)零方式；“5”為開環(huán)控制方式（用戶測試電壓及編碼器）；“6”為轉(zhuǎn)矩控制方式。

（4）“5”號為速度比例增益，出廠值為150。此設(shè)置值越大，增益越高，剛度越高。參數(shù)設(shè)置根據(jù)具體的伺服驅(qū)動型號和負(fù)載情況設(shè)定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩情況下，應(yīng)盡量設(shè)定較大些。

（5）“6”號為速度積分時間常數(shù)，出廠值為20。此設(shè)定值越小，積分速度越快，太小容易產(chǎn)生超調(diào)，太大使響應(yīng)變慢。參數(shù)設(shè)置根據(jù)具體的伺服驅(qū)動型號和負(fù)載確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。

（6）“40”、“4l”號為加減速時間常數(shù)，出廠設(shè)定為0。此設(shè)定值表示電動機以0～100r/min轉(zhuǎn)速所需的加速時間或減速時間。加減速特性呈線性。

（7）“9”號為位置比例增益，出廠沒定為40。此設(shè)置值越大，增益越高，剛度越高，相同頻率指令脈沖條件下，位置滯后量越小。但數(shù)值太大可能會引起振蕩或超調(diào)。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動型號和負(fù)載情況而定。

2、KNDSD100的參數(shù)設(shè)置技巧

SD100伺服驅(qū)動器和凱恩帝數(shù)控系統(tǒng)相配時，只需設(shè)定表1中的參數(shù)，其余參數(shù)，一般情況下，不用修改。

電子齒輪比的設(shè)置如下：配KND-SD100伺服驅(qū)動器，應(yīng)將KND系統(tǒng)的電子齒輪比設(shè)置為CMR/CMD=1：1，。KND-SD100伺服驅(qū)動器電子齒輪比設(shè)置為

位置指令脈沖分頻分子（PA12）/位置指令脈沖分頻分母（PA13）=4×2500（編碼器條紋數(shù)）/帶輪比×絲杠螺距×1000

分子分母可約成整數(shù)。

對于車床，如果X軸以直徑編程，以上公式分母應(yīng)乘以2，即：

位置指令脈沖分頻分子（PA12）/位置指令脈沖分頻分母（PA13）=4×2500（編碼器條紋數(shù)）/帶輪比×絲杠螺距×1000×2

例：X軸絲杠螺距為4mm，1：1傳動；Z軸絲杠螺距為6mm，1：2減速傳動，則X軸驅(qū)動器的電子齒輪比為

PA12/PA13=4×2500/（1×4×1000×2）=5/4。

Z軸驅(qū)動器的電子齒輪比為

PA12/PA13=4×2500/（6×1000×1/2）（減速傳動比）=10/3

所以，對于X軸驅(qū)動器，PA/2/PA/3應(yīng)設(shè)定為5/4，對于Z軸驅(qū)動器，PA12/PA13應(yīng)設(shè)定為10/3。

3、KNDSD100的參數(shù)優(yōu)化技巧

（1） 根據(jù)上述設(shè)置好SD100伺服驅(qū)動器參數(shù)后，開始優(yōu)化調(diào)整伺服性能，即驅(qū)動增益參數(shù)的調(diào)整。一般SD100驅(qū)動器保持缺省的增益參數(shù)，基本可以滿足用戶的加工要求。在缺省增益運行電動機時，如果電動機發(fā)出異常聲音，則要首先考慮電動機軸的安裝是否存在問題。經(jīng)檢查問題后可考慮采用共振抑制的辦法，修改7號參數(shù)（轉(zhuǎn)矩濾波器）和8號參數(shù)（速度檢測低通濾波器）來抑制電動機產(chǎn)生的振動。7、8號參數(shù)缺省參數(shù)為100，可試著每次將7、8號參數(shù)分別減少10，按確認(rèn)鍵。運行電動機，如還不正常，再減少10，直到電動機無異常聲音。一般7，8號參數(shù)的調(diào)整范圍為20～80之間，這樣基本能達(dá)到共振抑制的效果。

（2） 保持出廠參數(shù)時達(dá)不到加工效果，比如車床車出的斜面粗糙度值大，可試著再調(diào)整如下參數(shù)：①速度比例增益PA5的調(diào)整：確認(rèn)驅(qū)動器正常啟動，用數(shù)控系統(tǒng)手動控制電動機轉(zhuǎn)動（機床移動）。確認(rèn)如果電動機不振動，加大調(diào)整此參數(shù)。設(shè)定值越大，剛性越大，機床的定位精度越高，每次加大數(shù)值5，直到產(chǎn)生振動，將此值減小到穩(wěn)定后，再將此值減10；②位置比例增益PA9：在穩(wěn)定范圍內(nèi)，盡量設(shè)置得較大，這樣機床跟蹤特性好，滯后誤差小。同速度比例增益的調(diào)整相似，在不產(chǎn)生振動的情況下應(yīng)盡可能調(diào)大此值；③如以上兩參數(shù)提高后還達(dá)不到加工效果，可采用調(diào)整7、8號參數(shù)的方法進(jìn)行振動的抑制參數(shù)調(diào)整。調(diào)整后，驅(qū)動器5、9 號參數(shù)可以再向上調(diào)一些，這樣應(yīng)該可以滿足用戶的加工要求。

4、KNDSD100的故障處理技巧

一旦出現(xiàn)報警信號，伺服單元將禁止電動機運行，以及對用戶參數(shù)的調(diào)整，直至斷電后重新上電。用戶可以根據(jù)顯示的報警信息來判斷故障的類型以及引起故障的原因。具體故障處理辦法可以參考SD100用戶手冊。如果連報警都沒有，那自然就是驅(qū)動器故障。當(dāng)然，還有可能是伺服根本沒有故障，而是控制信號或上位機有問題導(dǎo)致伺服沒有動作。

除了看驅(qū)動器上的錯誤、報警號，查手冊外，有時最直接的判斷就是互換，如數(shù)控車床的X軸和Z軸互換（型號相同才可以）?；蛟谒欧妱訖C功率差距不大的情況下，修改伺服驅(qū)動器某些特征參數(shù)（如KNDSD100的“1”號型號代碼參數(shù)），短時間內(nèi)互換，確定故障后再換回來是可以的。

還可以通過修改數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)，將某軸如X軸鎖住，不讓系統(tǒng)檢測X軸，達(dá)到判斷目的。但應(yīng)注意：X軸與Z軸互換，即使型號相同，機床可能因為負(fù)載不同、參數(shù)不同而產(chǎn)生問題。在確認(rèn)檢查方案動手前，一定要考慮全面，以免造成不必要的損失。

再有，因為交流伺服單元通常使用數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)一供電系統(tǒng)，三相交流220 V的電壓來自伺服變壓器。所以在操作過程中必須符合操作規(guī)范。例如：U、V、W三相輸出必須按照正確的順序連接，否則電動機將不能正常運轉(zhuǎn)，將給出報警信號，并禁止電動機運行。