调机 ASDA-H3
5-26
5
5.5 增益调整模式
除了便利的自动调机功能,伺服驱动器还提供以下几种增益模式。只需透过加大或减少带宽响应
层级 (P2.031) 或速度回路响应带宽设定 (P2.126),即可轻松完成调机。建议依照 5.1 节的调机
流程顺序来调机。
5.5.1 增益调整模式差异表
层级式调整:利用参数 P2.031 之层级来调整伺服带宽。当负载惯量比不同,P2.031 之各层级所
对应的带宽也会有所不同。
带宽式调整:藉由参数 P2.126 的数值直接决定伺服带宽,可做到比层级式更细微的带宽调整。
P2.032
设定值 调整模式 模式别称 惯量估测
参数
手动调整 自动调整
0 手动 手动模式 固定于参数
P1.037 的设定值
P1.037、P2.000、
P2.004、P2.006、
P2.023、P2.024、
P2.025、P2.043、
P2.044、P2.045、
P2.046、P2.049、
P2.089、P2.098、
P2.099、P2.101、
P2.102、
无
1 增益调整模式 1 层级式自动模式 实时估测 P2.031
P1.037、P2.000、
P2.004、P2.006、
P2.023、P2.024、
P2.025、P2.043、
P2.044、P2.045、
P2.046、P2.049、
P2.089、P2.098、
P2.099、P2.101、
P2.102、
2 增益调整模式 2
层级式半自动
模式
固定于参数
P1.037 的设定值
P1.037
P2.031
P2.000、P2.004、
P2.006、P2.023、
P2.024、P2.025、
P2.043、P2.044、
P2.045、P2.046、
P2.049、P2.089、
P2.098、P2.099、
P2.101、P2.102、
3
增益调整模式 3
(限双自由度开启)
层级式双自由度
模式
固定于参数
P1.037 的设定值
P1.037
P2.031
P2.089
P2.000、P2.004、
P2.006、P2.023、
P2.024、P2.025、
P2.043、P2.044、
P2.045、P2.046、
P2.049、P2.098、
P2.099、P2.101、
P2.102、
4 增益调整模式 4 - 回复增益默认值 - -
ASDA-H3 调机
5-27
5
P2.032
设定值 调整模式 模式别称 惯量估测
参数
手动调整 自动调整
5
增益调整模式 5
(同 A2 系列
P2-3= 12)
带宽式自动模式
实时估测,
每 30 分钟更新至
P1.037
P2.126
P1.037、P2.000、
P2.004、P2.006、
P2.023、P2.024、
P2.025、P2.043、
P2.044、P2.045、
P2.046、P2.049、
P2.089、P2.094、
P2.098、P2.099、
P2.101、P2.102
6
增益调整模式 6
(同 A2 系列
P2-32 = 2)
带宽式半自动
模式
固定于参数
P1.037 的设定值
P1.037
P2.126
P2.000、P2.004、
P2.006、P2.023、
P2.024、P2.025、
P2.043、P2.044、
P2.045、P2.046、
P2.049、P2.089、
P2.094、P2.098、
P2.099、P2.101、
P2.102、
注:增益调整模式 3 在双自由度功能关闭时 (P2.094 [Bit 12] = 0),效果等同增益调整模式 2,故此时设定 P2.089 无效。
调机 ASDA-H3
5-28
5
5.5.2 增益调整模式流程
调整模式1
是否
已知惯量?
否
调整模式2
设定惯量
点对点移动并调整
带宽响应层级(P2.031)
是
响应是否
符合需求?
是
手动模式
点对点移动并手动调整
各增益参数
否
是否需
使用两层级间
的带宽?
否
调整模式5
是否
已知惯量?
否
調整模式6
是
点对点移动并调整
速度回路响应带宽设定(P2.126)
是否符合
响应需求?
否
是
是
开始
结束
是否有
同动需求?
设定各轴命令响应增
益(P2.089)一致
调整模式3
是
否
注:增益调整模式 5 与 1 相似、增益调整模式 6 与 2 相似,差别在于增益调整模式 5 与 6 可以自行设定带宽。
ASDA-H3 调机
5-29
5
5.5.3 增益调整模式 1
当负载惯量未知,或机械惯量在操作过程中会发生变化,可使用此模式。
伺服驱动器会持续估测机械惯量并实时更新参数 P1.037,使用者只需调整带宽响应层级
(P2.031),以达成预期响应。
P2.032 调整模式 模式别称 惯量估测
参数
手动调整 自动调整
1 增益调整模式 1 层级式自动模式 实时估测 P2.031
P1.037、P2.000、
P2.004、P2.006、
P2.023、P2.024、
P2.025、P2.043、
P2.044、P2.045、
P2.046、P2.049、
P2.089、P2.098、
P2.099、P2.101、
P2.102、
5.5.4 增益调整模式 2
当增益调整模式 1 无法成功估测惯量,其原因可能是机构惯量比大于 100 倍,或实际可操作速度
与加减速过小,此时可使用增益调整模式 2。
此模式下,用户需先在参数 P1.037 填入正确的机械惯量比,再调整带宽响应层级 (P2.031),以
达成预期响应。
注:伺服驱动器的惯量估测适用大部份的机台应用,但当机台应用无法符合惯量估测的限制条件时,就需要机械设计者在
参数 P1.037 填入正确的惯量比。
P2.032 调整模式 模式别称 惯量估测
参数
手动调整 自动调整
2 增益调整模式 2 层级式半自动模式 固定于参数
P1.037 的设定值
P1.037
P2.031
P2.000、P2.004、
P2.006、P2.023、
P2.024、P2.025、
P2.043、P2.044、
P2.045、P2.046、
P2.049、P2.089、
P2.098、P2.099、
P2.101、P2.102、
调机 ASDA-H3
5-30
5
5.5.5 增益调整模式 3
当增益调整模式 1 与 2 无法满足需求时,可使用增益调整模式 3 进行调机。此模式提供另一组手
动参数 P2.089 (命令响应增益) 供使用者调整。提高此增益会加快位置命令的响应,可缩短整定
的时间;但当此增益过大时,会出现位置过冲,进而导致机构抖动。此增益只有在命令改变时才
有作用,例如在加减速的应用上,调整此参数可改善响应。但当增益调整模式 3 在双自由度功能
关闭时 (P2.094 [Bit 12] = 0),其效果等同于增益调整模式 2,此时设定参数 P2.089 是无效的。
P2.032 调整模式 模式别称 惯量估测
参数
手动调整 自动调整
3
增益调整模式 3
(限双自由度
开启)
层级式双自由度
模式
固定于参数
P1.037 的设定值
P1.037
P2.031
P2.089
P2.000、P2.004、
P2.006、P2.023、
P2.024、P2.025、
P2.043、P2.044、
P2.045、P2.046、
P2.049、P2.098、
P2.099、P2.101、
P2.102、
ASDA-H3 调机
5-31
5
5.5.6 增益调整模式 4
当 P2.032 设为 4 时,P2.032 会回复至增益初始化前的设定值,而非参数重置 (P2.008 = 10) 后
的默认值。例如:在增益初始化前,若 P2.032 为 1,初始化后 (P2.032 = 4),P2.032 也会被设
为 1。
原先 P2.032 的设定值 0 1 2 3
参数重置后 (P2.008 = 10) 1 1 1 1
增益初始化后 (P2.032 = 4) 0 1 2 3
当 P2.032 设为 4 时,若 Notch filter 设置为手动,Notch filter 参数不会重置;若 Notch filter 设置
为自动,Notch filter 参数及下表中的其他参数都会被重置为默认值。
其他相关参数的默认值如下表所示。
增益相关参数 抑振滤波器相关参数
参数号码 默认值 功能 参数号码 默认值 功能
P1.037 6.0 负载惯量比或总重量 P1.025 100.0 低频抑振频率 1
P2.000 36 位置控制比例增益 P1.026 0 低频抑振增益 1
P2.004 144 速度控制比例增益 P1.027 100.0 低频抑振频率 2
P2.006 23 速度积分补偿 P1.028 0 低频抑振增益 2
P2.031 19 带宽响应层级 P2.023 1000 共振抑制 Notch filter 1 - 频率
P2.089 23 命令响应增益 P2.024 0 共振抑制 Notch filter 1 - 衰减率
P2.105 11 自动增益调整准位 1 P2.025* 5.0 共振抑制低通滤波器
P2.106 2000 自动增益调整准位 2 P2.043 1000 共振抑制 Notch filter 2 - 频率
P2.044 0 共振抑制 Notch filter 2 - 衰减率
P2.045 0 共振抑制 Notch filter 3 - 频率
P2.046 0 共振抑制 Notch filter 3 - 衰减率
P2.047 1 自动共振抑制模式设定
P2.049* 5.0 速度检测滤波及微振抑制
P2.098 1000 共振抑制 Notch filter 4 - 频率
P2.099 5 共振抑制 Notch filter 4 - 衰减率
P2.101 100 共振抑制 Notch filter 5 - 频率
P2.102 0 共振抑制 Notch filter 5 - 衰减率
注:当 P2.032 设为 0 后再设为 4 时,P2.025 与 P2.049 的默认值皆为 0.8。
调机 ASDA-H3
5-32
5
5.5.7 增益调整模式 5
当负载惯量未知,或机械惯量在操作过程中会发生变化,可使用此模式。
伺服驱动器会持续估测机械惯量并实时更新参数 P1.037,用户只需利用速度回路响应带宽设定
(P2.126) 来调整刚性或减少噪音,以达成预期响应。
P2.032 调整模式 模式别称 惯量估测
参数
手动调整 自动调整
5
增益调整模式 5
(同 A2 系列
P2-32 = 1)
带宽式自动模式 实时估测 P2.126
P1.037、P2.000、
P2.004、P2.006、
P2.023、P2.024、
P2.025、P2.043、
P2.044、P2.045、
P2.046、P2.049、
P2.089、P2.094、
P2.098、P2.099、
P2.101、P2.102
5.5.8 增益调整模式 6
当增益调整模式 5 无法成功估测惯量,其原因可能是机构惯量比大于 100 倍,或实际可操作速度
与加减速过小,此时可使用增益调整模式 6。
在此模式下,用户需先在参数 P1.037 填入正确的机械惯量比,再调整速度回路响应带宽设定
(P2.126)。调高 P2.126 的设定值可提升刚性;调低设定值可减少噪音。
P2.032 调整模式 模式别称 惯量估测
参数
手动调整 自动调整
6
增益调整模式 6
(同 A2 系列
P2-32 = 2)
带宽式半自动
模式
固定于参数
P1.037 的设定值
P1.037
P2.126
P2.000、P2.004、
P2.006、P2.023、
P2.024、P2.025、
P2.043、P2.044、
P2.045、P2.046、
P2.049、P2.089、
P2.094、P2.098、
P2.099、P2.101、
P2.102
ASDA-H3 调机
5-33
5
5.5.9 增益调整模式相关参数
5.5.9.1 带宽响应层级(P2.031) - 调整刚性
此参数提供使用者以更简易与直觉的方式进行调机。在惯量固定的情况下,使用者调高带宽响应
层级 (P2.031) 时,也会同时调高伺服带宽。当遇到共振时,则可将带宽响应层级 (P2.031) 降
低一至二阶,建议使用者依实际情况来降低阶次。例如,原本 P2.031 为 30,则可降两阶至 28。
用户只需调适此参数,伺服驱动器就会自动调整相对应的增益参数 (如 P2.000、P2.004 等)。
注:调整带宽响应层级 (P2.031) 时,建议搭配带宽响应层级回退功能 (P2.125 [Bit 3])。
惯量比
(P1.037)
伺服带宽
Level增加
5
26 Hz
84 Hz
带宽响应层级回退功能 (P2.125 [Bit 3])
开启带宽响应层级回退功能 (P2.125 [Bit 3] = 1) 的同时,伺服会自动设定 P2.031 的上限值,以
减少共振时引发的危险。
开启带宽响应层级回退功能后,提升 P2.031 时所引发的共振若可藉由 Notch Filter 抑制,且 5 组
Notch Filter 中尚有组别可被设定时,伺服就会自动设置 Notch Filter。在提高 P2.031 的设定值
时,若共振无法被抑制,伺服会自动降低 P2.031 至不发振时的数值,并将降低前最后设定的数
值设为 P2.031 的上限,此时若需再提升 P2.031 设定值,关闭带宽响应层级回退功能即可解除
P2.031 的限制。
调机 ASDA-H3
5-34
5
5.5.9.2 命令响应增益(P2.089) - 调整响应
参数 P2.089 主要在调整命令响应增益,可改善伺服命令响应的追踪表现。调大此增益,可缩小
位置命令与命令响应在瞬时 (加减速区域) 时的误差,即增益只有在命令改变时才有作用。只有
在位置模式下,且开启双自由度功能 (P2.094 [Bit 12] = 1) 时,此参数才有效果 (双自由度功能
默认为开启)。
位置 位置 命令
命令响应
回授
命令
命令响应
回授
时间 时间
增益小 增益大
5.5.9.3 速度回路响应带宽设定(P2.126) - 调整带宽
参数 P2.126 就是设定速度环带宽,而对应的位置环带宽会与速度环带宽成固定比例,如果要微
调位置与速度间的带宽比例 (P2.000 与 P2.004),或是调整速度环 P (P2.004) 与 I (P2.006) 之
间的比例时,需切换至手动模式以进行操作。
假如带宽 P2.126 = BW,各增益参数建议设定如下:
P2.000 = P2.004 / 4
P2.004 = BW * 2 * π
P2.006 = BW
P2.026 = BW
ASDA-H3 调机
5-35
5
5.6手动调整增益参数
位置或速度响应带宽的选择取决于机台的刚性及应用的场合。一般而言,高速定位的机台或要求
精密加工的机台需要设定较高的响应带宽,但设定较高的响应带宽容易引发机台的共振,因此有
高响应需求的应用会需要刚性较高的机台以避免机械共振。在未知机台的容许响应带宽时,可逐
步加大增益设定以提高响应带宽,直到共振音产生,再调低增益设定值。其相关增益调整原则如
下说明:
位置控制比例增益 (KPP,参数 P2.000)
本参数决定位置控制回路的应答性。KPP 值设定越大,位置环带宽越高,对于位置命令的追
随性越佳,并可降低位置误差量及缩短定位整定时间,但是设定值过大会造成机台抖动或使
定位产生过冲 (Overshoot) 的现象。位置环带宽的计算如下:
位置环带宽(Hz) =
KPP
2π
速度控制比例增益 (KVP,参数 P2.004)
本参数决定速度控制回路的应答性。KVP 值设定越大,速度环带宽越高,对于速度命令的追
随性越佳,但是设定值过大容易引发机械共振。速度环带宽必须为位置环带宽的 4 倍或更
大,当位置环带宽比速度环带宽高时,会造成机台抖动或使定位产生过冲 (Overshoot)。
速度环带宽的计算如下:
速度环带宽(Hz) = �
KVP
2π � × �
(1 + P1.037 / 10)
(1 + JL / JM) �
JM:电机惯量;JL:负载惯量
以下表格说明速度环带宽为位置环带宽的 1 倍、2 倍及 4 倍时的位置回授变化:
速度环带宽 100 Hz
位置环带宽 100 Hz
速度环带宽 100 Hz
位置环带宽 50 Hz
速度环带宽 100 Hz
位置环带宽 25 Hz
位置
时间
位置命令
位置回授 位置
时间
位置命令
位置回授 位置
时间
位置命令
位置回授
当 P1.037 (自动估测值或手动设定值) 等于真实的负载惯量比 (JL / JM),真实的速度环带宽
为:
速度环带宽(Hz) =
KVP
2π
调机 ASDA-H3
5-36
5
速度积分补偿 (KVI,参数 P2.006)
KVI 值越大,对固定偏差的消除能力越佳,但是设定值过大容易造成机台抖动,建议的设定
值计算公式如下:
KVI ≤ 1.5 × 速度环带宽(Hz)
共振抑制低通滤波器 (NLP,参数 P2.025)
负载惯量比越大,速度环带宽也会下降,必须加大 KVP 值以维持速度环带宽。在加大 KVP
值的过程中,可能产生机械共振音,请尝试利用本参数将噪音消除。设定值越大对高频噪音
的改善越明显,但是设定值过大会导致速度控制回路不稳定及产生过冲的现象,建议的设定
值如下:
NLP ≤
10000
6 × 速度环带宽(Hz)
外部干扰抵抗增益 (DST,参数 P2.026)
本参数用来增加对外力的抵抗能力,并降低加减速的过冲现象。本参数的出厂默认值为 0,
除非是要进行自动增益结果的微调,否则在手动调机时不建议调整本参数。
注:此增益参数在双自由度功能开启时 (P2.094 [Bit 12] = 1) 是无作用的。
位置控制前馈增益 (PFG,参数 P2.002)
本参数可降低位置误差量并缩短定位的整定时间,但是设定值过大容易造成定位过冲的现
象;脉冲命令分辨率较低时调整此参数容易产生噪音,可尝试使用参数 P1.008、P1.068、
P2.003 排除噪音。
ASDA-H3 调机
5-37
5
5.6.1 手动调整增益流程 - 速度模式
是
开始
惯量估测
提升速度环带宽
是否共振? 响应是否
符合需求?
参考5.7.1与5.7.2节
进行共振抑制
共振是否消除?
降低带宽
至无共振状态
减少暂态时的
速度误差 减少速度过冲 减少噪音
提升P2.006
提升P2.007 降低P2.006
提升P2.025
提升P2.049
降低P2.004
否
否
否
依照应用需求
调整参数
是
是
调机 ASDA-H3
5-38
5
5.6.2 手动调整增益流程 - 位置模式
点对点定位 轨迹追踪
依照应用需求
调整参数
降低过冲
调整P2.000
调整P2.089
提升P1.061
减少暂态误差
提升P2.002
提升追随性
提升P2.000*
提升P2.089
减少
循圆尖角误差
调整P1.062
调整P1.063
减少轨迹误差
降低P1.008
降低P1.068
设定P2.000 = P2.089 = P2.004 / 4
定位是否
有低频振动?
系统分析可
侦测挠性参数?
利用系统分析
设定挠性补偿
参阅5.7.4节
设定低频抑制
是
开始
惯量估测
提升速度环带宽
是否共振? 响应是否
符合需求?
参考5.7.1与5.7.2节
进行共振抑制
共振是否消除?
降低带宽
至无共振状态
否
否
否
是
是
是
是
否
否
注:建议 P2.004 需为 P2.000 的 4 倍或更大,否则转角处的轨迹会有抖动的状况。
ASDA-H3 调机
5-39
5
5.6.3 手动调整增益 - 操作 ASDA-Soft 软件
1. 选择「[模式 0]手动模式」。
2. 点选「惯量估测」。
3. 设定带宽,点选「计算增益」,右方的计算结果字段会根据此速度环带宽提供一组相对应的
参数设定。
4. 依显示的计算结果进行微调,建议 P2.004 需为 P2.000 的 4 倍或更大。
5. 微调参数后点选 按钮,将计算结果的参数写入至驱动器。
注:双自由度搭配手动模式 (P2.032 = 0) 的参数设定请参阅 5.7.5.3 节。
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
调机 ASDA-H3
5-40
5
5.7机械共振与异音的处理
机械结构发生共振现象时,其原因可能为驱动器控制系统刚度过大或响应带宽过快,将这两项原
因排除后可以获得改善。在调机过程中,逐步提升伺服响应带宽时容易激发共振点而产生异音与
震动,此时使用下列滤波功能可以有效消除异音与震动,并进一步提高响应带宽。
滤波设定方块图
第一組
低频抑振滤波器
P1.025、P1.026
第二組
低频抑振滤波器
P1.027、P1.028
位置低通滤波器
P1.008
第一组模型控制抑振滤波器
P1.089、P1.090、P1.091
第二组模型控制抑振滤波器
P1.092、P1.093、P1.094
位置命令
位置均值滤波器
P1.068
位置控制器
速度控制器
电流命令
低通滤波器
P2.025
第一组共振抑制
Notch filter
P2.023、P2.024
第二组共振抑制
Notch filter
P2.043、P2.044
第三组共振抑制
Notch filter
P2.045、P2.046
第四组共振抑制
Notch filter
P2.098、P2.099
第五组共振抑制
Notch filter
P2.101、P2.102
电流控制器 PWM
电机
编码器
速度检测滤波器
P2.049 速度估测器
+ -
+
- + -
速度命令滤波器
P1.006
速度模式
位置模式
扭矩命令滤波器
P1.007
扭矩模式
位置/速度
模式
速度模式
速度命令
ASDA-H3 调机
5-41
5
5.7.1 共振抑制 Notch filter
5.7.1.1 功能限制
1. Notch filter 频率 (P2.023、P2.043、P2.045、P2.098、P2.101) 设定值至少须为速度环带宽
(P2.004 / 2π) 的 2 倍,否则系统容易发散。
2. 建议抑制后的共振点大小控制在-15 ~ -10 dB。
注:建议使用 ASDA-Soft 系统分析的「速度开环」功能,零交越频率即为速度环带宽。
5.7.1.2 功能说明
伺服提供 5 组陷波滤波器 (Notch filter),频率设定范围为 50 ~ 5000 Hz,且 5 组皆支持自动共振
抑制功能 (P2.047、P2.048)。除此之外,使用者也可以利用手动方式抑振,其注意事项及操作流
程如下。
请使用 ASDA-Soft V6 的「系统分析」功能寻找共振频率。
负载惯量的顿时消失容易产生共振,建议在最大负载的情况下进行调机。
共振频率若设定错误,异音与震动可能会更加严重。
共振抑制的衰减率与 Q 值越大,抑制效果会更为显著,但过大的设定值会造成相位落后,引
发其他频率的共振。
手动抑振流程:
是
否
否
使用 ASDA-Soft的系统分析
来显示共振频率点
电机反复加减速
根据ASDA-Soft分析所显示的值,
于P2.023设定共振频率值,
并将P2.024的初值设定为4
持续加大共振深度
(P2.024)
完成
是
有高频共振现象
共振现象消失?
调机 ASDA-H3
5-42
5
5.7.1.3 参数介绍
陷波滤波器可以用来消除特定频率范围。每一组陷波滤波器都有 3 个可调整的参数,分别是频
率、衰减率与 Q 值。以下会针对衰减率 (深度) 与 Q 值的参数进行说明。
Q值
衰減率
频率
陷波滤波器衰减率
陷波滤波器的衰减率可以决定欲滤除的频率深度。适当的衰减率设定值可有效抑制振动。当设定
值越大,抑制振动的能力就越高,但会使系统相位裕度变小;当设定值过大时,则可能因相位裕
度不足而引发其他频率的振动。当陷波滤波器衰减率设定为 0 时,代表关闭此滤波功能。
Frequency [Hz]
103
103
Frequency [Hz]
102
102
0
-10
-20
-30
-40
Magnitude [dB]
深度 = 10 (dB)
深度 = 20 (dB)
深度 = 40 (dB)
-100
-50
0
50
100
Phase [deg]
ASDA-H3 调机
5-43
5
陷波滤波器 Q 值
陷波滤波器的 Q 值可以决定欲滤除的该频率周围频率段的范围 (讯号多寡)。当 Q 值设定值越大,
实际滤波频带越小,越不会影响系统相位。对于惯量较大或是刚性较差的系统,通常共振点本身
的 Q 值比较大。若 Q 值设定值偏大时,会无法完全抑制共振,且容易引发共振点两侧频率的振
动,此时可调小 Q 值设定值来改善。
Frequency [Hz]
Frequency [Hz]
103
10 10 3 2
102
-50
0
50
-20
-15
-10
-5
0
Magnitude [dB] Phase [deg]
Q值 = 1
Q值 = 5
Q值 = 10
5.7.1.4 应用范例
建议频域分析与时域分析交互使用,可比较及观察其结果。
频域分析
可藉由 ASDA-Soft 系统分析的「速度开环」功能绘制波德图。下图为具有共振的速度开回路增益,
其中共振点为(1),将共振点的频率设定为陷波滤波器的频率,并逐步加大对应的衰减率 (深度) 参
数。增加深度的同时,可再次使用系统分析的「速度开环」功能*,检查共振点是否被抵销。如果深
度设定太浅,系统有可能再次发生共振;如果深度设定太深,系统的相位会被过度牺牲,不利于后
续增加带宽。建议抑制后的共振点大小控制在-15 ~ -10 dB。
注:当带宽设定低于 100 Hz,建议勾选 ASDA-Soft 系统分析界面中的「启用低频分析」,若无勾选,可能会无法正确侦
测零交越频率,或容易忽略或误判低频共振点。
BW BW
(1) (2) (3)
(1) 共振点;(2) 陷波滤波器;(3) 被抑制的共振点
调机 ASDA-H3
5-44
5
时域分析
1. 开启 ASDA-Soft 的示波器,通道选择「电机电流:百分比 [%]」。
2. 点选「Run」,让示波器收集电机运转时的电流资料。
3. 点选「Stop」以停止示波器,让界面上留存电机运转时的状态。
4. 勾选「显示频谱信息(FFT)」,再使用鼠标左键框选有数据的区域,即会跳出频谱数据窗口。
比对频谱数据,可以发现有两个共振点,频率分别为 1015 Hz 与 2890 Hz。以下图来说,
P2.047.X 已设为 1 或 2,让伺服自动填入共振抑制参数。若想要设定手动抑制的共振点,请在欲
手动设置的组别下勾选「手动」,则 P2.047.Y 或 Z 所相对应的位会自动设为 1,此时请手动填入
共振抑制参数设定值。
√
ASDA-H3 调机
5-45
5
相关参数
详细内容请查阅手册第八章。
参数 功能
P2.023 共振抑制 Notch filter 1 - 频率
P2.024 共振抑制 Notch filter 1 - 衰减率
P2.043 共振抑制 Notch filter 2 - 频率
P2.044 共振抑制 Notch filter 2 - 衰减率
P2.045 共振抑制 Notch filter 3 - 频率
P2.046 共振抑制 Notch filter 3 - 衰减率
P2.047 自动共振抑制模式设定
P2.048 自动共振检测准位
P2.095 共振抑制 Notch filter 1 - Q 值
P2.096 共振抑制 Notch filter 2 - Q 值
P2.097 共振抑制 Notch filter 3 - Q 值
P2.098 共振抑制 Notch filter 4 - 频率
P2.099 共振抑制 Notch filter 4 - 衰减率
P2.100 共振抑制 Notch filter 4 - Q 值
P2.101 共振抑制 Notch filter 5 - 频率
P2.102 共振抑制 Notch filter 5 - 衰减率
P2.103 共振抑制 Notch filter 5 - Q 值
调机 ASDA-H3
5-46
5
5.7.2 共振抑制低通滤波器
5.7.2.1 功能限制
建议滤波器带宽 (1000 / P2.025) 设为速度环带宽 (P2.004 / 2π) 的 8 倍以上。
注:建议使用 ASDA-Soft 系统分析的「速度开环」功能,零交越频率即为速度环带宽。
5.7.2.2 功能说明
速度环产生的电流命令会经过共振抑制低通滤波器,此滤波器可降低高频共振或高频噪声对电流
控制的影响。由于滤波器会造成电流命令延迟,因此在提升伺服响应带宽的同时,需将此滤波器
的时间常数 (P2.025) 调小,但会导致运转时的噪声变大。
5.7.2.3 应用范例
可藉由 ASDA-Soft 系统分析的「速度开环」功能绘制波德图。当产生一个以上的共振点且各个共
振点位置距离相差不大时,建议使用共振抑制低通滤波器,可范围性的抑制共振点。
如果可以知道共振频率,使用陷波滤波器可以直接将共振量消除,效果比共振抑制低通滤波器佳。
若频谱数据显示共振点数量较多且十分密集,或共振频率会随时间或其他因素飘移,且在飘移太
远的情况下,请使用共振抑制低通滤波器。
当共振抑制低通滤波器的时间常数 (P2.025) 逐渐调大,滤波器带宽会越来越小,虽然共振产生
的问题解决了,但是伺服响应变慢且相位边界也会随着降低,若滤波器带宽 (1000 / P2.025) 与
速度环带宽 (P2.004 / 2π) 的比例过小时,会导致系统变得不稳定。
BW BW
-3dB
2
3
(1) 共振点;(2) 共振抑制低通滤波器 (低通滤波截止频率 = 1000 / P2.025 Hz);(3) 被抑制的共振点
相关参数
详细内容请查阅手册第八章。
参数 功能
P2.025 共振抑制低通滤波器
ASDA-H3 调机
5-47
5
5.7.3 速度检测滤波器
5.7.3.1 功能限制
建议滤波器带宽 (1000 / P2.049) 为速度环带宽 (P2.004 / 2π) 的 8 倍以上。
注:建议使用 ASDA-Soft 系统分析的「速度开环」功能,零交越频率即为速度环带宽。
5.7.3.2 功能说明
当马达速度不稳定时,可使用此功能减少马达速度跳动量。将编码器回授的位置讯号经速度估测
器处理后,可以得到速度信息,经速度检测滤波器处理后的速度讯号可以利用 ASDA-Soft 示波器
中的「马达速度:实时 [rpm]」来观察。
低频抑振滤波器
位置命令
滤波器
位置控制器 速度控制器 共振抑制
低通滤波器
共振抑制
Notch filter
电流控制器 PWM
电机
编码器
速度检测滤波器
P2.049 速度估测器
+ -
+
- + -
ASDA-Soft
马达速度:实时 [rpm]
使用者可透过 P2.084.U 选择不同的速度估测器。
P2.084.U 速度估测器 滤波器带宽 适用范围
0 速度估测器 1 1000 / P2.049 适用于高分辨率之编码器。
1 速度估测器 2 无法调整带宽
适用于低分辨率之编码器或光学尺,例如当旋
转型编码器一圈分辨率小于 40000 pulse/rev
且有低速 (小于 100 rpm) 应用时;或直线型
编码器分辨率大于 5 µm/pulse 时。 2 速度估测器 3 1000 / P2.049
调机 ASDA-H3
5-48
5
5.7.3.3 应用范例
下图是使用速度估测器 1 (P2.084.U = 0) 时,P2.049 设为 0.8 与 10.8 的差异。不同的机构安装
方式或电机,需使用的速度估测器也有所不同,需自行验证。
相关参数
详细内容请查阅手册第八章。
参数 功能
P2.049 速度检测滤波及微振抑制
P2.084 低解析电机的特殊功能
ASDA-H3 调机
5-49
5
5.7.4 低频抑振滤波器
5.7.4.1 功能限制
1. P1.001.YX 控制模式需为位置模式 (PT、PR)。
2. 频率范围:1.0 Hz ~ 100.0 Hz。
3. 低频抑振功能跟挠性补偿同时开启会导致响应变慢。
5.7.4.2 功能说明
低频抑振滤波器又称为位置命令陷波滤波器。低频抑振功能可以滤除命令中引起机构振荡的频率
成分,但会推迟系统的反应。
若系统刚性不足,在定位命令结束后,即使马达本身已经接近静止,机械传动端仍会持续摆动,
此时低频抑振功能可以用来减缓机械传动端摆动的现象,低频抑振范围为 1.0 Hz ~ 100.0 Hz。
伺服提供手动设定与自动低频抑振模式设定功能。在自动调机过程中,自动低频抑振功能会自动
开启并设定。
自动设定:
若用户难以直接知道频率的发生点,可先开启自动低频抑振功能以自动寻找低频摆动的频率。
若 P1.029 设定为 1 时,系统会先自动关闭低频抑振滤波功能 (P1.026 及 P1.028 设为 0) 并开始
自动寻找低频的摆动频率。当自动侦测到的频率维持固定后,系统将自动变更设定,依序如下:
1. P1.029 会自动设回 0。
2. 将 P1.025 设定为第一摆动频率并将 P1.026 设为 1。
3. 将 P1.027 设定为第二摆动频率并将 P1.028 设为 1。
若当 P1.029 自动设回 0 后,低频摆动依然存在,请检查低频抑振 P1.026 或 P1.028 是否已被自
动开启,若 P1.026 与 P1.028 皆为 0,代表没有侦测到任何频率,此时请调降低频摆动检测准位
P1.030,并设定 P1.029 = 1,重新寻找低频的摆动频率。P1.030 指的是侦测摆动频率上下振幅
合起来的范围,当一直侦测不到频率,有可能是因为 P1.030 设定超过摆动的幅度,建议将
P1.030 的设定值调小,须注意如果调太小,容易把噪声误判为低频摆动频率。可利用 ASDA-Soft
示波器中的「位置误差 (pulse)」,观察定位时此讯号的上下摆动幅度,做为 P1.030 的设定依据。
调机 ASDA-H3
5-50
5
自动低频抑振流程图:
重复定位控制
设定P1.029 = 1
设定P1.029 = 0
结束
减少P1.030
的设定值 *1
增加P1.030
的设定值 *2
定位时是否有
摆动发生?
是否减缓摆动? P1.029是否为0? P1.026及P1.028
是否皆为0?
是
否
否
是
是
否
是
否
注:
1. 当 P1.026 与 P1.028 均为 0 时,代表没有侦测到任何频率,可能是因为 P1.030 (低频摆动检测准位) 过高而侦测不到
低频摆荡的频率。
2. 当 P1.026 或 P1.028 的数值大于 0 时,若仍然无法减缓摆动,可能是因为 P1.030 过低,导致系统误判非主要的频率
或噪声为低频摆荡频率。
手动设定:
若执行自动抑振流程后仍无法有效减缓摆动,此时若可得知低频摆动的频率,用户可直接手动设
定 P1.025 或 P1.027 来达到抑振的效果。
低频抑振有两组低频抑振滤波器,第一组为参数 P1.025 与 P1.026,第二组为参数 P1.027 与
P1.028,使用者可以利用两组滤波器来减缓两个不同频率的低频摆动。参数 P1.025 与 P1.027 用
来设定低频摆动所发生的频率,低频抑振功能唯有在低频抑振频率参数设定与真实的摆动频率接
近时,才能抑制机械传动端的低频摆动。参数 P1.026 与 P1.028 用来设定经滤波处理后的响应,
当 P1.026 与 P1.028 设定越大响应越佳,但是设定值过高容易使得马达运行不顺。参数 P1.026
与 P1.028 出厂默认值为 0,代表两组滤波器的功能皆被关闭。
ASDA-H3 调机
5-51
5
5.7.4.3 应用范例
位置整定时,若出现低于 100 Hz 的低频震荡 (非移动过程中的高频异音),且此频率难以透过
ASDA-Soft 的「系统分析」来发现时,可使用低频抑振功能降低此频率造成的震荡。设定低频抑
振滤波器会导致响应变慢,但系统能够减少晃动,当两组低频抑振的频率设定为相同时,其抑振
效果可以迭加。
对于低频震荡频率在操作过程中会改变的系统,如长距离皮带传动系统,左右两个定位点的震荡
频率可能会不同,此时需要分别设定两组低频抑制功能。
位置
时间
命令位置
回授位置
低频摆振周期
T
1. 设定一组低频抑振。
P1.025 = 1/T
P1.026 = 1
位置
时间
命令位置
回授位置
低频摆振周期
T
2. 若振动有变小,但尚未完全消除时,可再设另一
组相同频率的低频抑振,抑振效果将会是两组低
频抑振的迭加。
P1.027 = 1/T
P1.028 = 1
位置
时间
命令位置
低频抑振后
回授位置 3. 若振动完全消除,但响应太慢时,可逐步提升
P1.026。
P1.026 = 2
相关参数
详细内容请查阅手册第八章。
参数 功能
P1.025 低频抑振频率 1
P1.026 低频抑振增益 1
P1.027 低频抑振频率 2
P1.028 低频抑振增益 2
P1.029 自动低频抑振模式设定
P1.030 低频摆动检测凖位
调机 ASDA-H3
5-52
5
5.7.5 模型控制抑振滤波器
模型追随控制是将真实物理系统以数字的形式建构一个虚拟模型在驱动器中。用户规划的位置命
令会先经过虚拟模型产生更优化的位置命令,模型中也会同时设计出优化的位置前馈跟速度前
馈,并且回授系统会追随优化的位置命令,以达成模型预期的响应。若系统所设计的响应不符合
需求,使用者也可以再自行微调参数 P2.091 与 P2.092。
系统挠性模型
速度控制器 电机
位置命令
机构
电机速度
位置控制器
电机位置
P2.089
P2.090
P2.091 P2.092
+-
+
-
+
+
+
优化后的命令
位置回授
5.7.5.1 双自由度功能限制
将 P2.094 [Bit 12]设为 1 可开启双自由度功能,但需注意以下限制:
1. P1.001.YX 控制模式需为位置模式 (PT、PR)。
2. 使用此功能时,需设定正确的惯量比 (P1.037)。
3. 使用此功能时,外部干扰抵抗增益 (P2.026) 功能失效。
ASDA-H3 调机
5-53
5
5.7.5.2 双自由度模式功能说明
开启双自由度模式时 (P2.094 [Bit 12] = 1),可透过 P2.000 和 P2.089 两个参数来改善位置响应。
参数 P2.089 可调整命令响应的追踪表现,调大此参数增益,可缩小位置命令与命令响应在瞬时
时的误差,但命令响应与回授间的误差不会缩小,因此 P2.089 只有在命令改变时才有作用。若
要缩小命令响应与回授之间的差距或减少马达静止时的位置跳动量,请调整 P2.000 或其他控制
增益参数。
位置
时间
位置
时间
位置
时间
原始增益 P2.000 = 40 P2.000 = 50
位置
时间
位置
时间
位置
时间
原始增益 P2.089 = 40 P2.089 = 50
误差不变
响应提升
命令
命令响应
误差不变
响应提升
位置回授
原始增益
命令响应不变
命令
命令响应
位置回授
原始增益
命令响应不变
调整 P2.090 (双自由度模式 - 外部干扰抵抗增益) 时,不会改变命令响应的时间,但可调整位置
整定波形。将此参数调小,命令结束后的响应会收敛的较慢,但回授位置的过冲量会变小。
位置
时间
回授位置
(P2.090 = 0.85)
回授位置
(P2.090 = 0.5)
调机 ASDA-H3
5-54
5
5.7.5.3 双自由度模式应用范例
此节说明双自由度搭配手动模式 (P2.032 = 0) 的参数设定,可依下方步骤:
可将伺服 Servo On 后再进行调机,调整参数并同时使用示波器验证。建议慢慢提升带宽,若要
大幅调整带宽,请开启自动共振抑制 (P2.047.X ≠ 0) 并将 P2.047.Y 及 P2.047.Z 设为自动,且
先不设定相对应的共振参数。
1. 维持 P2.000 与 P2.089 约为 1:1 的比例,同时提升设定值。
2. 当机构开始振动或发出高频音,请停止调高 P2.000,并将 P2.000 调小至机构呈现稳定状态。
3. 如需进一步提升伺服响应,调大 P2.089 可改善瞬时追随效果,但会伴随位置过冲变大的现
象。P2.089 设定值建议为 P2.000 设定值的两倍或以下。
4. 如需微调位置整定行为,可调整 P2.090。
相关参数
详细内容请查阅手册第八章。
参数 功能
P2.000 位置控制比例增益
P2.089 命令响应增益
P2.090 双自由度模式 - 外部干扰抵抗增益
P2.091 双自由度模式 - 位置控制前馈增益
P2.092 双自由度模式 - 速度控制前馈增益
P2.094 特殊位缓存器 3 (开启双自由度功能)
ASDA-H3 调机
5-55
5
5.7.5.4 挠性补偿功能限制
1. 需开启双自由度模式 (P2.094 [Bit 12] = 1)。
2. 频率范围:1.0 Hz ~ 400.0 Hz。
3. 可同时开启两组挠性补偿。
5.7.5.5 挠性补偿功能说明
挠性补偿功能使用特殊的算法则,可以排除机构末端的摆动,且不会推迟系统反应。此功能在一
键调机的过程中会自动设定或可藉由 ASDA-Soft 的「系统分析」进行设定。
挠性补偿是在双自由度架构下,将机械挠性振动模型建构在伺服驱动器中,因此使用挠性补偿需
先开启双自由度功能。当机构间的连结刚性不够时,电机端与机构末端间的响应会不一致,造成
电机端已经静止,但机构末端却还有振动的现象。针对此类问题可利用 ASDA-Soft 的「系统分
析」工具侦测系统挠性参数,并利用 P2.094 [Bit 8]与[Bit 9]设定开启一组或是两组的挠性补偿。
开启挠性补偿功能后,伺服会依据内部模型调整电机端的命令,此时示波器显示的电机回授位置
可能会有晃动,但能够达到整定时末端不晃动的效果。
未开启挠性补偿 开启挠性补偿
位置
时间
电机端位置
末端位置 位置
时间
电机端位置
末端位置
调机 ASDA-H3
5-56
5
5.7.5.6 挠性补偿应用范例
1. 开启 ASDA-Soft,并进入「系统分析」功能窗口。
2. 点选「启用低频分析」,将分析类型选为「[2]:系统模块」后,点选「Run」开始进行分析。
3. 分析完成后,请至「挠性补偿」页签,点选「开启」以启用挠性补偿功能,最后点击「写入伺
服」即可完成。
相关参数
详细内容请查阅手册第八章。
参数 功能
P2.094 特殊位缓存器 3 (开启双自由度功能)
ASDA-H3 调机
5-57
5
5.7.6 位置命令滤波器
5.7.6.1 功能限制
P1.001.YX 控制模式需为位置模式 (PT、PR)。
5.7.6.2 功能说明
过于急促的位置命令,可能会造成速度命令或是电流命令饱和,导致机台无法依照预期的响应而
动作;分辨率较差的脉波命令,可能会使机台产生预期之外的振动。
上述两种情况都可以藉由调整位置命令滤波器获得改善。建议 P1.008 与 P1.068 搭配使用。
位置命令 - 平滑常数(低通平滑滤波) (P1.008)
位置命令经过一阶低通滤波器处理后,可衰减掉不必要的高频响应或噪声,并将命令进行平滑处
理。
滤波前位置命令
P1.008设定时间
滤波后位置命令
目标位置*0.998
目标位置*0.002
位置
时间
位置命令 - 动态均值滤波器 (P1.068)
此功能可将位置命令均匀地分配在设定的时间中。当位置命令分辨率较差时,建议使用 P1.068
滤波功能,若使用 P1.008 的话,会导致速度波动更为剧烈。
P1.068设定时间
位置
时间
滤波前位置命令
滤波后位置命令
调机 ASDA-H3
5-58
5
5.7.6.3 应用范例
当位置命令分辨率不高 (例如命令分辨率小于 10000 pulse/rev) 时,使用位置命令滤波器可以减
少因分辨率造成的回授波动。
位置
时间
原始位置命令
P1.008滤波后位置命令
P1.068滤波后位置命令
P1.008+P1.068滤波后位置命令
相关参数
详细内容请查阅手册第八章。
参数 功能
P1.008 位置指令 - 平滑常数(低通平滑滤波)
P1.068 位置命令 - 动态均值滤波器
ASDA-H3 调机
5-59
5
5.7.7 速度命令滤波器
5.7.7.1 功能限制
P1.001.YX 控制模式需为速度模式 (S、Sz)。
5.7.7.2 功能说明
速度命令经过一阶低通滤波器处理后,可衰减掉不必要的高频响应或噪声,并将命令进行平滑处
理。
P1.006设定时间
目标速度*0.998
速度
时间
滤波前速度命令
滤波后速度命令
5.7.7.3 应用范例
当机台之位置控制回路建置在上位控制器,此时伺服会设定为模拟速度模式 (S),并接受由控制
器下达的外部模拟电压速度命令。如欲减少模拟电压存在的噪声 (可透过 ASDA-Soft 示波器中的
「速度命令:电压 [Volt]」观测),可以加大 P1.006 之设定值。但过大的滤波时间设定,会使控
制器的位置控制响应变迟缓。如不希望影响位置控制响应的话,滤波带宽需为控制器位置带宽的
8 倍或更多。
相关参数
详细内容请查阅手册第八章。
参数 功能
P1.006 速度指令 - 加减速平滑常数(低通平滑滤波)
调机 ASDA-H3
5-60
5
5.7.8 扭矩命令滤波器
5.7.8.1 功能限制
P1.001.YX 控制模式需为扭矩模式 (T、Tz)。
5.7.8.2 功能说明
扭矩命令经过一阶低通滤波器处理后,可衰减掉不必要的高频响应或噪声,并将命令进行平滑处
理。
P1.007设定时间
目标扭矩*0.998
扭矩
时间
滤波前扭矩命令
滤波后扭矩命令
5.7.8.3 应用范例
当伺服设为模拟扭矩模式 (T),进行力量控制 (如张力或压力控制),此时命令通常为定值且变化
缓慢。由于伺服电流环带宽远高于位置环与速度环,具备高响应能力的同时,却也容易受到噪声
影响,适时的调整 P1.007 可减少高频噪声,并提升控制精度。
相关参数
详细内容请查阅手册第八章。
参数 功能
P1.007 扭矩指令 - 平滑常数(低通平滑滤波)
ASDA-H3 调机
5-61
5
5.8应用功能调整
5.8.1 等速段位置误差调整
5.8.1.1 功能限制
1. 使用 P2.002 与 P2.003 时,P1.001.YX 控制模式需为位置模式 (PT、PR)。
2. 使用 P2.007 时,P1.001.YX 控制模式需为位置模式或速度模式 (PT、PR、S、Sz)。
5.8.1.2 功能说明
于位置模式时,利用位置命令计算出理想的速度值,并将其加入速度命令中。应用此功能可在位置
控制下减少等速时的位置误差,因此,如果想缩短整定时间或是减少追随误差,可使用此功能。
位置命令
- +
-
+
+
位置回授
微分器 P2.002 P2.003
位置控制器
速度回授
速度控制器 +
位置控制前馈增益 (P2.002)
此参数会将位置命令变化的差量转换成理想速度值,并将其加入速度命令中。P2.002 的设定值愈
高,等速段的误差越小,可以改善系统的动态追踪误差。当此参数设定为 100 时,可完全消除等
速时的位置误差,但整定时会造成较大的位置过冲量。当此参数设定为 0 时,关闭位置控制前馈
增益。
位置
速度 时间
时间
位置误差
时间
P2.002 = 0
P2.002 = 50
P2.002 = 100
调机 ASDA-H3
5-62
5
位置控制前馈增益平滑常数 (P2.003)
由于理想速度是位置命令经由微分器计算而得,因此也会放大原始位置命令中不连续的噪声。当
位置命令分辨率越差时,噪声越严重,此时可加大平滑常数来改善噪声造成的干扰。需注意,加
大滤波器设定时,会使位置整定时的过冲量变大。
速度控制前馈增益 (P2.007)
在速度模式时,利用速度命令计算出理想的电流值,并将其加入电流命令中。使用此功能可减少
等加减速时的速度误差。在位置模式时,使用此功能会使整定表现变差,不建议使用。
5.8.1.3 应用范例
轨迹控制的应用中,若要减少因伺服落后造成的几何误差,例如,在圆形路径命令下,实际响应之
圆半径会比命令圆半径还小,可提高 P2.002 的设定。点到点定位应用中,若要减少加速时的瞬时
位置误差,可提高 P2.002 的设定。然而,加入位置前馈容易造成定位过冲,且整定时间变长。
注意:不允许过冲的应用不可使用 P2.002 位置控制前馈增益,请使用 P1.061 黏滞摩擦力补偿。
相关参数
详细内容请查阅手册第八章。
参数 功能
P1.061 黏滞摩擦力补偿
P1.062 摩擦力补偿百分比
P1.063 摩擦力补偿平滑常数
P2.002 位置控制前馈增益
P2.003 位置控制前馈增益平滑常数
P2.007 速度控制前馈增益
ASDA-H3 调机
5-63
5
5.8.2 位置过冲调整
5.8.2.1 功能限制
使用此功能时,P1.001.YX 控制模式需为位置或速度模式 (PT、PR、S、Sz)。
5.8.2.2 功能说明
定位时的位置过冲现象,有可能是因为 P2.002 设定过大或者系统摩擦力变化所造成的。降低
P2.002 或设定适当的黏滞摩擦力补偿,可以降低位置过冲量。
使用 P1.061 (黏滞摩擦力补偿) 时,需将 P1.062 (摩擦力补偿百分比) 设为非零的数值。P1.061
是依据转速变化的扭矩补偿量,单位为 0.1%/1000 rpm。建议调整此参数时,可以先设为 100、
200…再逐渐增加。过大的设定值可能会增加过冲量,或是过冲量不变但整定时间变长。
位置
时间
P1.061 = 0
P1.061 = 100
P1.061 = 900
目标位置
到达信号
DO:0x05
TPOS Off 时间
On
5.8.2.3 应用范例
对于不允许过冲的应用,使用此功能可降低位置过冲,但 P1.061 设定值过大会导致到位时间变
长。
相关参数
详细内容请查阅手册第八章。
参数 功能
P1.061 黏滞摩擦力补偿
P1.062 摩擦力补偿百分比
P2.002 位置控制前馈增益
调机 ASDA-H3
5-64
5
5.8.3 多轴轨迹控制
5.8.3.1 功能限制
1. 通讯模式下,各轴 P1.034 ~ P1.036、P2.068 与 P1.017 的设定需一致。
2. 各轴的双自由度功能 (P2.094 [Bit 12]) 设定需一致。
开启双自由度功能时 (P2.094 [Bit 12] = 1),各轴 P2.002、P2.089、P1.008 与 P1.068
的设定需一致。
关闭双自由度功能时 (P2.094 [Bit 12] = 0),各轴 P2.000、P2.002、P1.008 与 P1.068
的设定需一致。
3. 各轴速度环带宽 (P2.004 / 2π) 建议设为相同。
5.8.3.2 功能说明
在多轴轨迹控制的应用时,调整伺服参数时需考虑各轴之间的一致性,如果各轴之间的响应设定
不匹配,会发生轨迹变形的现象。
1. 当各轴的滤波器参数 (P1.008、P1.068) 设定不一致时,滤波器参数设定较小的轴,其响应
会超前于其他轴。
2. 当各轴的位置控制增益参数 (P2.000、P2.002、P2.089) 设定不一致时,位置控制增益参数
设定较大的轴,其响应会超前于其他轴。
3. 当各轴调机后的速度环带宽 (P2.004 / 2π) 不一致,却不会造成轨迹变形时,可将带宽最低
之轴的位置控制增益参数也设定至其他轴。
注:建议使用 ASDA-Soft 系统分析的「速度开环」功能,零交越频率即为速度环带宽。
ASDA-H3 调机
5-65
5
黑色轨迹表示各轴的响应设定一致,红色及蓝色轨迹说明响应设定不一致时所产生的轨迹变形。
X轴超前于Y轴
X
Y
X轴超前于Y轴 运行方向1 运行方向2
X
Y
Y轴超前于X轴 运行方向1
X
Y
Y轴超前于X轴
X
Y
运行方向2
5.8.3.3 应用范例
象限尖角调整:
轨迹换象限时出现的不平顺现象,是因为伺服摩擦力补偿不足所造成。以下说明手动与自动的摩
擦力补偿调整方式。
手动调整:
以循圆运动为例,建议慢慢加大 P1.062,直到象限尖角内凹后,再开始调整 P1.063。P1.063 以
预设的 100%为基准,当 P1.063 越小,会越快到达 P1.062;当 P1.063 越大,会越慢到达
P1.062。所以在象限尖角稍微内凹时,可以加大 P1.063,提高补偿速度;如果在象限尖角稍微
突出时,可以降低 P1.063,减缓补偿速度。
摩擦力补偿不足 摩擦力正确补偿 摩擦力过度补偿
移动方向 移动方向 移动方向
X轴的象限尖角
Y轴的象限尖角
调机 ASDA-H3
5-66
5
自动调整:
摩擦力自动估测开关为 P2.065 [Bit 4]。将 P2.065 [Bit 4]设为 1,开启摩擦力自动估测,藉由上控
或 PR 命令设定点对点运动,且两点间命令不可以停留 (不可设置延迟时间),否则估测效果会变
差。估测完成后,伺服会自动将 P2.065 [Bit 4]设回 0。
设定两点间来回运动
(中间不间断)
设定P2.065 [Bit 4] = 1
停止两点间移动
结束
观察P2.065 [Bit 4]
是否为0
否
是
自动估测P1.062与
P1.063
位置
时间
速度
时间
相关参数
详细内容请查阅手册第八章。
参数 功能
P1.062 摩擦力补偿百分比
P1.063 摩擦力补偿平滑常数
P2.065 [Bit 4] 特殊位缓存器 1 (摩擦力自动估测)
ASDA-H3 调机
5-67
5
5.8.4 增益切换
5.8.4.1 功能限制
1. 当 P2.027.X = 0、1、2、4、5、6、8 时,不支持 P1.078 (增益切换延迟时间)。
2. 当 P2.027.X = 3 或 7 时,支持 P1.078 (增益切换延迟时间)。
5.8.4.2 功能说明
在运转行程中提高增益,可以达到更好的命令追随性且能缩短整定时间。在伺服马达处于停止状
态时降低增益,可以减少高频噪音与振动。
若增益切换的过程中,伺服马达运转不平顺时,调高 P2.028 (增益切换时间常数),可以平滑增益
的变换过程。
伺服会依据 P2.027.X (增益切换条件) 的设定来自动切换相关的控制参数,但使用者需再另外设
定控制参数之变动比率 (即下页增益切换表格中「切换后」字段的参数)。
5.8.4.3 应用范例
依据增益切换条件的不同,可支持的控制模式与是否支持 P1.078 也都有所不同,请参考以下说
明。
P2.027.X:增益切换条件
X 条件 控制模式
P1.078
增益切换延迟时间
0 关闭增益切换功能 - -
1 增益切换 (DI.GAINUP:0x03) 讯号 On 时 ALL -
2 位置控制模式下,位置误差大于 P2.029 的设定值时 PT / PR -
3 位置指令频率大于 P2.029 的设定值时 PT / PR 支援
4 伺服马达旋转速度大于 P2.029 的设定值时 ALL -
5 增益切换 (DI.GAINUP:0x03) 讯号 Off 时 ALL -
6 位置控制模式下,位置误差小于 P2.029 的设定值时 PT / PR -
7 位置指令频率小于 P2.029 的设定值时 PT / PR 支援
8 伺服马达旋转速度小于 P2.029 的设定值时 ALL -
调机 ASDA-H3
5-68
5
P2.027.Y:增益切换方式
0:增益倍率切换
1:积分器切换 (P 控制器切换成 PI 控制器)
PT / PR
Y = 0 Y = 1
切换前 切换后 切换前 切换后
P2.000 x 100% P2.000 x P2.001 P2.000 x 100% P2.000 x P2.001
P2.004 x 100% P2.004 x P2.005 P2.004 x 100% P2.004 x 100%
P2.025 x 100% P2.025 x P2.107 P2.025 x 100% P2.025 x P2.107
P2.026 x 100% P2.026 x 100% P2.026 x 0% P2.026 x 100%
P2.049 x 100% P2.049 x P1.080 P2.049 x 100% P2.049 x P1.080
S / Sz
Y = 0 Y = 1
切换前 切换后 切换前 切换后
P2.004 x 100% P2.004 x P2.005 P2.004 x 100% P2.004 x 100%
P2.025 x 100% P2.025 x P2.107 P2.025 x 100% P2.025 x P2.107
P2.026 x 100% P2.026 x 100% P2.026 x 0% P2.026 x 100%
P2.049 x 100% P2.049 x P1.080 P2.049 x 100% P2.049 x P1.080
当 P2.027.X = 0、1、2、4、5、6、8 时,不支持 P1.078 (增益切换延迟时间),下图以 P2.027.X
= 4 为例。
P2.027.X = 4
参照P2.027.Y
增益切换前数据
-P2.029
参照P2.027.Y
增益切换前数据
电机转速
P2.029
参照P2.027.Y
增益切换前数据
参照P2.027.Y
增益切换前数据
参照P2.027.Y
增益切换前数据
ASDA-H3 调机
5-69
5
当 P2.027.X = 3 或 7 时,若有设定 P1.078 (增益切换延迟时间),延迟时间内的增益参数会依照
下图所示。
P2.027.X = 3
P1.078
P2.027.Y = 1
P2.000 x P1.079
P2.004 x 100%
P2.006 x 0%
P2.026 x 0%
P2.049 x100%
P2.025 x 100%
P2.027.Y = 0
P2.000 x P1.079
P2.004 x P1.079
P2.006 x 100%
P2.026 x 100%
P2.049 x 100%
P2.025 x 100%
参照P2.027.Y
增益切换前数据
P0.002 = 6
脉冲命令频率
参照P2.027.Y
增益切换前数据
P2.029
参照P2.027.Y
增益切换前数据
P2.027.X = 7
P1.078
P2.027.Y = 1
P2.000 x P1.079
P2.004 x 100%
P2.006 x 0%
P2.026 x 0%
P2.049 x100%
P2.025 x 100%
P2.027.Y = 0
P2.000 x P1.079
P2.004 x P1.079
P2.006 x 100%
P2.026 x 100%
P2.049 x 100%
P2.025 x 100%
参照P2.027.Y
增益切換参数 增益切换前数据
P0.002 = 6
脉冲命令频率
增益切換延迟时间
P2.029
参照P2.027.Y
增益切换前数据
相关参数
详细内容请查阅手册第八章。
参数 功能
P1.078 增益切换延迟时间
P2.027 增益切换条件及切换方式选择
P2.028 增益切换时间常数
P2.029 增益切换条件
调机 ASDA-H3
5-70
5
(此页有意留为空白)
6-1
控制机能
本章节介绍各个模式的控制架构,包含增益及滤波器的使用方法。其中位置模式接受外
部脉冲与内部缓存器命令;速度模式与扭矩模式除了驱动器内部缓存器所提供的命令,
亦接受外部的模拟电压输入。除了单一控制模式,用户还可根据需求使用混合模式。
台
6.1 控制模式选择···················································································· 6-3
6.2 位置模式·························································································· 6-4
6.2.1 PT 模式位置命令 ········································································· 6-4
6.2.2 PR 模式位置命令········································································· 6-4
6.2.3 位置模式控制架构········································································ 6-5
6.2.4 位置 S 形平滑器 ·········································································· 6-6
6.2.5 电子齿轮比················································································· 6-8
6.2.6 低通滤波器················································································· 6-9
6.2.7 位置模式(PR)时序图····································································· 6-9
6.2.8 位置回路增益调整······································································ 6-10
6.2.9 位置模式低频抑振······································································ 6-12
6.3 速度模式························································································ 6-14
6.3.1 速度命令的选择········································································· 6-14
6.3.2 速度模式控制架构······································································ 6-15
6.3.3 速度命令的平滑处理··································································· 6-16
6.3.4 模拟速度命令比例器··································································· 6-18
6.3.5 速度模式时序图········································································· 6-19
6.3.6 速度回路增益调整······································································ 6-20
6.3.7 共振抑制单元 6-22
6.4 扭矩模式························································································ 6-24
6.4.1 扭矩命令的选择········································································· 6-24
6.4.2 扭矩模式控制架构······································································ 6-25
6.4.3 扭矩命令的平滑处理··································································· 6-25
6.4.4 模拟扭矩命令比例器··································································· 6-26
6.4.5 扭矩模式时序图 6-26
6.5 混合模式 6-27
6.5.1 速度/位置混合模式····································································· 6-27
6.5.2 速度/扭矩混合模式····································································· 6-28
6.5.3 扭矩/位置混合模式····································································· 6-28
6.6 其他 ····························································································· 6-29
6.6.1 速度限制的使用········································································· 6-29
6
控制机能 ASDA-H3
6-2
6
6.6.2 扭矩限制的使用········································································· 6-29
6.6.3 模拟监控·················································································· 6-30
6.7 全闭环··························································································· 6-31
6.7.1 硬件配置·················································································· 6-32
6.7.2 控制架构·················································································· 6-33
6.7.3 全闭环设定步骤········································································· 6-35
6.7.4 全闭环参数设定········································································· 6-36
6.7.4.1 辅助编码器方向设定····························································· 6-36
6.7.4.2 辅助编码器分辨率设定·························································· 6-39
6.7.4.3 电子齿轮设定······································································ 6-41
6.7.4.4 主编码器与辅助编码器的回授位置误差保护范围设定 ··················· 6-41
6.7.4.5 全/半闭环位置检测器误差的低通滤波器设定 ······························ 6-41
6.7.4.6 全/半闭环切换时误差清除功能设定 ·········································· 6-42
6.7.4.7 自动清除主编码器与辅助编码器之间的回授位置误差量 ················ 6-44
6.7.4.8 设定全/半闭环切换 DI [0x0B]·················································· 6-44
6.7.4.9 原点复归 Z 相来源 ······························································· 6-45
6.7.4.10 检出器输出设定 ································································· 6-46
6.7.4.11 上位机全闭环回授来源设定 ·················································· 6-48
6.7.5 全闭环异警排除········································································· 6-49
ASDA-H3控制机能
6-3
6
6.1控制模式选择
本驱动器提供位置、速度、扭矩三种基本控制模式与通讯模式。基本控制模式可选择单一模式,
即固定在一种控制模式,也可选择用混合模式来进行控制。下表列出所有的控制模式与说明:
模式名称 模式代号 模式码 说明
单一模式
位置模式
(端子输入)
PT 00 驱动器接受位置命令,控制电机至目标位置。
位置命令由外部端子台输入,信号型态为脉冲。
位置模式
(内部缓存器)
PR 01
驱动器接受位置命令,控制电机至目标位置。
位置命令由内部缓存器提供(共 100 组缓存器),可利
用 DI 信号或通讯来选择缓存器编号。
速度模式 S 02
驱动器接受速度命令,控制电机至目标转速。
速度命令可由内部缓存器提供(共 3 组缓存器),或由
外部端子台输入模拟电压(-10V ~ +10V)。命令是根据
DI 信号来选择。
速度模式
(无模拟输入)
Sz 04
驱动器接受速度命令,控制电机至目标转速。
速度命令仅可由内部缓存器提供(共 3 组缓存器),无
法由外部端子台提供。命令是根据 DI 信号来选择。
扭矩模式 T 03
驱动器接受扭矩命令,控制电机至目标扭矩。
扭矩命令可由内部缓存器提供(共 3 组缓存器),或由
外部端子台输入模拟电压(-10V ~ +10V)。命令是根据
DI 信号来选择。
扭矩模式
(无模拟输入)
Tz 05
驱动器接受扭矩命令,控制电机至目标扭矩。
扭矩命令仅可由内部缓存器提供(共 3 组缓存器),无
法由外部端子台提供。命令是根据 DI 信号来选择。
双重混合模式
PT-S 06 PT 与 S 可通过 DI 信号切换
PT-T 07 PT 与 T 可通过 DI 信号切换
PR-S 08 PR 与 S 可通过 DI 信号切换
PR-T 09 PR 与 T 可通过 DI 信号切换
S-T 0A S 与 T 可通过 DI 信号切换
PT-PR 0D PT 与 PR 可通过 DI 信号切换
通讯模式 EtherCAT 0C EtherCAT 模式
多重混合模式
PT-PR-S 0E PT 与 PR 与 S 可通过 DI 信号切换
PT-PR-T 0F PT 与 PR 与 T 可通过 DI 信号切换
二次平台模式 - 1x
二次平台模式下,控制模式由用户于 EzASD 软件内编
撰之过程定义。用户可通过 EzASD 内的\"MODE\"指令
来切换模式,包含 IDLE、PATH、PT、USER、SPD
及 TRQ 等模式。
切换模式的步骤如下:
1. 将驱动器切换到 Servo Off 状态;此步骤可藉由将 DI.SON 信号设为 Off 来完成。
2. 依据上表的模式码,在参数 P1.001 输入相对应的数值以设定控制模式。
3. 设定完成后,将驱动器断电再重新送电即可。
接下来将介绍各单一模式的运作方式,包括控制架构、命令的来源与选择、命令的处理,以及增
益的调整等等。
控制机能 ASDA-H3
6-4
6
6.2位置模式
驱动器可接收两种位置控制命令:外部脉冲(PT)及内部缓存器(PR)。在外部脉冲(PT)模式下,驱
动器可接收具有方向性(电机正反转)的命令脉冲输入,并可经由输入的脉冲来控制电机的转动角
度。驱动器本身可接受高达 4 Mpps 的脉冲命令输入。
内部缓存器(PR)模式则是为了方便使用者在无外部脉冲命令的情况下,轻松完成位置控制。驱动
器提供 100 组位置命令缓存器,用户在驱动器作动前,需先设定所需的命令缓存器;而位置命令
缓存器输入有两种应用方式,第一种为规划 CN1 的 DI.POS0 ~ DI.POS6 来进行切换;第二种则
利用通讯方式来改变命令缓存器的内容值。
6.2.1 PT 模式位置命令
PT 位置命令是通过外部输入的脉冲,脉冲有三种类型可以选择,每种类型也有正/负逻辑之分,
可在参数 P1.000 中设定,详细内容请查阅手册第八章。
参数 功能
P1.000 外部脉冲列输入类型设定
6.2.2 PR 模式位置命令
PR 位置命令来源是使用参数 P6.000 ~ P7.099 的 100 组内部位置命令缓存器,配合 CN1 的
DI.POS0 ~ DI.POS6 (0x11、0x12、0x13、0x1A、0x1B、0x1C、0x1E),可以选择 100 组中的一
组来当成位置命令,再利用 DI.CTRG (0x08)脚位来触发要运行的路径,如下表所示:
位置命令 POS6 POS5 POS4 POS3 POS2 POS1 POS0 CTRG 对应参数
原点复归 0 0 0 0 0 0 0 ↑ P6.000
P6.001
PR#01 0 0 0 0 0 0 1 ↑ P6.002
P6.003
~ ~
PR#50 0 1 1 0 0 1 0 ↑ P6.098
P6.099
PR#51 0 1 1 0 0 1 1 ↑ P7.000
P7.001
~ ~
PR#99 1 1 0 0 0 1 1 ↑ P7.098
P7.099
POS0 ~ POS6 的状态:0 代表接点断路(Open),1 代表接点通路(Close)。
CTRG :代表此信号被触发的瞬间。
ASDA-H3控制机能
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绝对型与增量型位置缓存器应用广泛,相当于一个简易过程控制。用户只要利用上表即可轻易完
成周期性运转动作。举例而言,位置命令 PR#01 是 10 转,位置命令 PR#02 是 20 转,下达位置
命令 PR#01,再下达位置命令 PR#02,绝对型与增量型之差异如下图:
绝对型
10转
20转
增量型
10转
20转
6.2.3 位置模式控制架构
位置模式的基本控制架构如下图所示:
位置命令
位置控制单元 速度回路
位置命令处理
单元
电流回路 电机
为使控制效果更佳,先将脉冲讯号送至位置命令处理单元处理,该架构如下图所示:
命令暂
存器
P6.000
~
P7.099
加減速
暂存器
P5.020
~
P5.035
延迟时间
暂存器
P5.040
~
P5.055
速度暂
存器
P5.060
~
P5.075
第一分子P1.044
第二分子P2.060
第三分子P2.061
第四分子P2.062
分母P1.045
S形平
滑器
P1.036
Moving filter
P1.068
低通滤波器
P1.008
低频抑振频率1
P1.025, P1.026
命令选择
P1.001
低频抑振频率2
P1.027, P1.028
计数器 脉冲选择型式
P1.000
CN1
POS0 ~ 6
CTRG
外部
脉冲
命令
位置命令处理单元
GNUM0, GNUM1
脉冲禁止
图中上方路径是 PR 模式,下方路径是 PT 模式,用户可利用 P1.001 来选择位置控制的模式。两
种模式均可设定电子齿轮比,以便设定适合的定位分辨率,也可以利用 Moving Filter 或低通滤波
器将指令平滑化,请见后续章节说明。




