ASDA-W3伺服系统应用手册 - 电子书在线预览、各类电子书在线制作-云展网平台

调机 ASDA-W3

5-34

5.6.1 手动调整增益流程 - 速度模式

是

开始

惯量估测

提升速度环频宽

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?

降低频宽

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

依照应用需求

调整参数

是

ASDA-W3 调机

5-35

5.6.2 手动调整增益流程 - 位置模式

点对点定位轨迹追随

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

有低频共振?

系統分析可

侦测挠性参数?

利用系统分析

设定挠性补偿

参考5.7.4节

设定低频抑制

是

开始

惯量估测

提升速度环频宽

是否共振? 响应是否

符合需求?

參考5.7.1与5.7.2节

进行共振抑制

共振是否消除?

降低频宽

至无共振状态

否

是

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。

调机 ASDA-W3

5-36

5.6.3 手动调整增益 – 操作 ASDA-Soft 软件

(1) 选择欲手动调整增益的轴。

(2) 选择「[模式 0]手动模式」。

(3) 点击「惯量估测」。

(4) 设定带宽，点击「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。

(5) 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。

(6) 微调参数后点击按钮，将计算结果的参数写入至驱动器。

注：双自由度功能搭配手动模式 (P2.032 = 0) 的参数设定请参阅 5.7.5.3 节。

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(1)

ASDA-W3 调机

5-37

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

第一组

低频抑制滤波器

P1.025、P1.026

第二组

低频抑制滤波器

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

调机 ASDA-W3

5-38

5.7.1 共振抑制 Notch filter

5.7.1.1 功能限制

1. Notch filter 频率设定值 (P2.023、P2.043、P2.045、P2.098、P2.101) 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，用户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

使用 ASDA-Soft的系統分析

來顯示共振頻率點

电机反复加減速

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?

ASDA-W3 调机

5-39

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。以下针对衰减率 (深度) 与 Q 值的设定进行说明。

Q值

衰减率

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

Frequency [Hz]

102

-10

-20

-30

-40

Magnitude [dB]

深度 = 10 (dB)

深度 = 20 (dB)

深度 = 40 (dB)

-100

-50

100

Phase [deg]

调机 ASDA-W3

5-40

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 (信号多寡)。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]

103

10 10 3 2

102

-50

-20

-15

-10

-5

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

ASDA-W3 调机

5-41

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. 点击「Run」，让示波器收集电机运转时的电流资料。

3. 点击「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。若想要手动设定共振抑制参数，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。

√

馬達速度：即時 [rpm]

调机 ASDA-W3

5-42

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

ASDA-W3 调机

5-43

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杂波对电流

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

(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

调机 ASDA-W3

5-44

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

当电机速度不稳定时，可使用此功能减少电机速度跳动量。将编码器回授的位置信号经速度估测

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信号可以利用 ASDA-Soft 示波器

中的「电机速度：实时 [rpm]」来观察。

低频抑制滤波器

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

电机速度：即時 [rpm]

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 低解析电机之特殊功能

ASDA-W3 调机

5-45

5.7.4 低频抑振滤波器

5.7.4.1 功能限制

1. 控制模式需为位置模式 (非通讯：PR；通讯：PP、CSP)。

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，即使电机本身已经接近静止，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

自动寻找低频摆动的频率。当自动侦测到的频率维持固定后，系统将依以下顺序自动变更设定：

1. P1.029 会自动设回 0。

2. 将 P1.025 设定为第一组摆动频率并将 P1.026 设为 1。

3. 将 P1.027 设定为第二组摆动频率并将 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 或 P1.028 其中一项为 1 时，请提高 P1.030 (低频摆动检测准位)；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 P1.030，并设定 P1.029 = 1，重新寻

找低频摆动的频率。

P1.030 用来设定摆动频率上下振幅合起来的侦测范围，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，须注意如果调得太小，容易把杂波

误判为低频摆动频率。可利用 ASDA-Soft 示波器中的「位置误差 (pulse)」，观察定位时此信号

的上下摆动幅度，做为 P1.030 的设定依据。

调机 ASDA-W3

5-46

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

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 过高而侦测不到低频摆动频率。

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

或杂波为低频摆动频率。

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，用户可直接通过手

动设定 P1.025 或 P1.027 来达到抑振的效果。

低频抑振功能提供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，用户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电机运行不顺。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-W3 调机

5-47

5.7.4.3 应用范例

位置整定时，若出现低于 100 Hz 的低频摆动 (非移动过程中的高频异音)，且此频率难以通过

ASDA-Soft 的「系统分析」功能发现时，可使用低频抑振功能降低此频率造成的摆动。设定低频

抑振滤波器会导致响应变慢，但能使系统减少晃动，当两组低频抑振的频率设定为相同时，其抑

振效果可以叠加。

对于低频摆动频率在操作过程中会改变的系统，如长距离皮带传动系统，左右两个定位点的摆动

频率可能会不同，此时需要分别设定两组低频抑制滤波器。

位置

时间

命令位置

回授位置

低频摆动周期

1. 设定第一组低频抑制滤波器。

P1.025 = 1/T

P1.026 = 1

位置

时间

命令位置

回授位置

低频摆动周期

2. 若摆动有变小，但尚未完全消除时，可再设定另一组低

频抑制滤波器为相同的频率，此时抑振效果会是两组低

频抑振的叠加。

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. 若摆动完全消除，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-W3

5-48

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，用户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 双自由度模式功能限制

将 P2.094 [Bit 12]设为 1 可开启双自由度模式，但需注意以下限制：

1. 控制模式需为位置模式 (非通讯：PR；通讯：PP、CSP)。

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-W3 调机

5-49

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)，可通过 P2.000 和 P2.089 来改善位置响应。

参数 P2.089 可调整命令响应的追踪表现，调大此增益参数，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电机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-W3

5-50

5.7.5.3 双自由度模式应用范例

此节说明双自由度功能搭配手动模式 (P2.032 = 0) 时的参数设定，可依下方步骤：

请先选择欲设定的操作轴，并将伺服 Servo On 后再进行调机，接着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 设为自动设定，且先不设定相对应的共振参数。

1. 同时调高 P2.000 与 P2.089 的设定值，并维持两者间的比例约为 1：1。

2. 当机构开始振动或发出高频音，请停止调高 P2.000，并将其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 可改善瞬时时的追随效果，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-W3 调机

5-51

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。

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」功能窗口进行设定。

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」功能侦测系统挠性参数，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-W3

5-52

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. 勾选「启用低频分析」，将分析类型选为「[2]：系统模块」后，点击「Run」开始分析。

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-W3 调机

5-53

5.7.6 位置命令滤波器

5.7.6.1 功能限制

控制模式需为位置模式 (非通讯：PR；通讯：PP、CSP)。

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；分辨率较差的脉冲命令，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。建议搭配 P1.008 与 P1.068 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杂波，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-W3

5-54

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+P1.068滤波后位置命令

P1.068滤波后位置命令

P1.008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-W3 调机

5-55

5.7.7 速度命令滤波器

5.7.7.1 功能限制

控制模式需为速度模式 (非通讯：Sz；通讯：PV、CSV)。

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杂波，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

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-W3

5-56

5.7.8 扭矩命令滤波器

5.7.8.1 功能限制

控制模式需为扭矩模式 (非通讯：Tz；通讯：PT、CST)。

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杂波，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

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，却也容易受到杂波影响，

适时的调整 P1.007 可减少高频杂波，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-W3 调机

5-57

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，控制模式需为位置模式 (非通讯：PR；通讯：PP、CSP)。

2. 使用 P2.007 时，控制模式需为位置模式或速度模式 (非通讯：PR、Sz；通讯：PP、CSP、

PV、CSV)。

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-W3

5-58

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杂波。当

位置命令分辨率越差时，杂波越严重，此时可加大平滑常数来改善杂波造成的干扰。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-W3 调机

5-59

5.8.2 位置过冲调整

5.8.2.1 功能限制

使用此功能时，控制模式需为位置或速度模式 (非通讯：PR、Sz；通讯：PP、CSP、PV、

CSV)。

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。

使用黏滞摩擦力补偿 (P1.061) 时，需将摩擦力补偿百分比 (P1.062) 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 时间

Off

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-W3

5-60

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-W3 调机

5-61

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轴超前于Y轴运行方向1 运行方向2

Y轴超前于X轴运行方向1

Y轴超前于X轴

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-W3

5-62

自动调整：

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 (不可设置停止时间)，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-W3 调机

5-63

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并缩短整定时间。在伺服电机处于停止状态

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，伺服电机运转不平顺时，调高 P2.028 (增益切换时间常数)，可以平滑增益

切换的过程。

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增益参数，但用户需再另外设定

增益参数之变动比率 (参考下页增益切换表格的「切换后」字段)。

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 保留 - -

2 位置控制模式下，位置误差大于 P2.029 的设定值时 PR、EtherCAT -

3 位置指令频率大于 P2.029 的设定值时 PR、EtherCAT 支援

4 伺服电机速度大于 P2.029 的设定值时 PR、Sz、Tz、EtherCAT -

5 保留 - -

6 位置控制模式下，位置误差小于 P2.029 的设定值时 PR、EtherCAT -

7 位置指令频率小于 P2.029 的设定值时 PR、EtherCAT 支援

8 伺服电机速度小于 P2.029 的设定值时 PR、Sz、Tz、EtherCAT -

调机 ASDA-W3

5-64

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)

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

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

增益切换前栏位

-P2.029

参照P2.027.Y

增益切换后栏位

电机转速

P2.029

参照P2.027.Y

增益切换后栏位

参照P2.027.Y

增益切换前栏位

参照P2.027.Y

增益切换前栏位

ASDA-W3 调机

5-65

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

增益切换前栏位

P0.002 = 6

脈波命令频率

参照P2.027.Y

增益切换后栏位

P2.029

参照P2.027.Y

增益切换前栏位

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

增益切换参数增益切换前栏位

P0.002 = 6

脉冲命令频率

增益切换延迟时间

P2.029

参照P2.027.Y

增益切换后栏位

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-W3

5-66

(此页有意留为空白)

6-1

控制机能

本章节介绍各个基本模式的控制架构，包含增益及滤波器的使用方法。基本控制模式仅接受驱动

器内部缓存器所提供的命令。

台

6.1 控制模式选择································································································· 6-2

6.2 位置模式 (PR) ······························································································· 6-3

6.2.1 位置命令的选择 ······················································································· 6-3

6.2.2 位置模式控制架构 ···················································································· 6-4

6.2.3 位置命令的平滑处理 ················································································· 6-5

6.2.4 电子齿轮比 ····························································································· 6-7

6.2.5 位置模式时序图 ······················································································· 6-8

6.2.6 位置回路增益调整 ···················································································· 6-9

6.2.7 位置模式低频抑振 ·················································································· 6-10

6.3 速度模式 (Sz)·······························································································6-11

6.3.1 速度命令的选择 ······················································································6-11

6.3.2 速度模式控制架构 ·················································································· 6-12

6.3.3 速度命令的平滑处理 ··············································································· 6-13

6.3.4 速度模式时序图 ····················································································· 6-14

6.3.5 速度回路增益调整 ·················································································· 6-15

6.3.6 共振抑制单元 ························································································ 6-17

6.4 扭矩模式 (Tz) ······························································································ 6-19

6.4.1 扭矩命令的选择 ····················································································· 6-19

6.4.2 扭矩模式控制架构 ·················································································· 6-20

6.4.3 扭矩命令的平滑处理 ··············································································· 6-20

6.4.4 扭矩模式时序图 ····················································································· 6-21

6.5 其他··········································································································· 6-22

6.5.1 速度限制的使用 ····················································································· 6-22

6.5.2 扭矩限制的使用 ····················································································· 6-22

控制机能 ASDA-W3

6-2

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总线通讯模式。下表列出所有控制模式与说

明：

模式名称模式代号模式码说明

位置模式 PR 01

驱动器接受位置命令，控制马达至目标位置。

位置命令仅由内部缓存器提供(共 100 组缓存器)；利用

DI.POS0 ~ DI.POS6 [0x11、0x12、0x13、0x1A、0x1B、

0x1C、0x1E]或通讯选择缓存器编号。

速度模式 Sz 04

驱动器接受速度命令，控制马达至目标转速。

速度命令仅由内部缓存器提供(共 3 组缓存器)；利用 DI.SPD0

[0x14]、DI.SPD1 [0x15]选择速度命令。

扭矩模式 Tz 05

驱动器接受扭矩命令，控制马达至目标扭矩。

扭矩命令仅由内部缓存器提供(共 3 组缓存器)；利用 DI.TCM0

[0x16]、DI.TCM1 [0x17]选择扭矩命令。

总线通讯 EtherCAT 0C EtherCAT 通讯。

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 [0x01]设为 Off 来完成)。

2. 依据上表，在参数 P1.001.YX 输入相对应的模式码以设定控制模式。

3. 设定完成后，将驱动器断电再重新送电即可。

接下来的内容将介绍各基本模式的运作方式，包括模式架构介绍、命令来源与选择、命令的处理

以及增益调整等等。

ASDA-W3 控制机能

6-3

6.2 位置模式 (PR)

PR 模式下，驱动器提供 100 组内部位置命令缓存器让用户设定并进行位置控制。有两种方式可

触发位置命令缓存器，第一种是使用 DI.CTRG [0x08]触发位置命令；第二种则是利用通信设置参

数 P5.007，即可执行指定的 PR 路径。

6.2.1 位置命令的选择

位置命令来源为参数 P6.000 ~ P6.099 及 P7.001 ~ P7.099，共 100 组内部位置命令缓存器，配

合 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]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 代表接点开路(Open)，1 代表接点通路(Close)。

CTRG ：代表此信号被触发的瞬间。

用户只要利用上表即可轻易完成周期性运转动作，并可选择通过绝对型或增量型命令来达到不同的

过程控制。举例而言，若位置命令 PR#01 是 10 转，位置命令 PR#02 是 20 转，当下达位置命令

PR#01，再下达位置命令 PR#02，其两者差异如下图：

绝对型

10转

20转

増量型

10转

20转

控制机能 ASDA-W3

6-4

6.2.2 位置模式控制架构

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

为了使控制效果更佳，伺服会先将命令送至位置命令处理单元处理，其架构如下图所示。

命令

暫存器

P6.000

P7.099

加減速

暫存器

P5.020

P5.035

延迟时间

暫存器

P5.040

P5.055

速度

暫存器

P5.060

P5.075

分子P1.044

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

低频抑振频率2

P1.027, P1.028

CN1

POS0 ~ 6

CTRG

位置命令处理单元

ASDA-W3 控制机能

6-5

6.2.3 位置命令的平滑处理

S 形命令平滑器

位置 S 形命令平滑器提供位置命令的平滑化处理。S 形命令平滑器所产生的速度与加速度是连续

的，而且加速度的急跳度也比较小，在机械结构的运转上会更加平顺。当负载惯量增加，使马达

在启动与停止期间所产生的摩擦力与惯性进而影响运转的平顺度，用户可加大 S 形平滑曲线的加

减速平滑常数(P1.036)，并使用参数 P5.020 ~ P5.035 的加/减速时间设定来改善。

速度

位置

额定速度

扭力

时间 (ms)

ACC / DEC

0 ~ 15

时间(ms)

时间 (ms)

ACC / DEC

0 ~ 15

P1.036

2 P1.036

P1.036

位置命令的速度 S 形曲线与时间设定关系图 (位置命令递增)

速度

位置

额定速度

扭力

时间 (ms)

ACC / DEC

0 ~ 15

ACC / DEC

P1.036 0 ~ 15

P1.036

位置命令的速度 S 形曲线与时间设定关系图 (位置命令递减)

控制机能 ASDA-W3

6-6

位置命令端低通滤波器

位置命令端低通滤波器通常用来衰减掉不必要的高频响应或杂波，并兼具命令平滑效果。

目标位置

P1.008

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)

P1.036 S 形平滑曲线的加减速平滑常数

P5.020 ~ P5.035 加 / 减速时间 0 ~ 15

ASDA-W3 控制机能

6-7

6.2.4 电子齿轮比

电子齿轮提供用户简单易用的分辨率设定。驱动器的分辨率为 27-bit，也就是马达转一圈会有

134,217,728 个脉冲。不论是搭配 17-bit 或 24-bit 分辨率的编码器，电子齿轮比都是依照驱动器

的分辨率 27-bit 做设定。

当电子齿轮比等于 1 时，则马达编码器进入每一圈所产生的脉冲数为 134,217,728 pulse/rev，当电

子齿轮比等于 0.5，则命令端每 2 个脉冲所对应的马达转动脉冲为 1 个脉冲。通常较大的电子齿轮

比会导致位置命令步阶化，这时可通过 S 形命令平滑器或低通滤波器将其平滑化来改善。

例如：设定适当的电子齿轮比后，工作物移动量为 1 μm/PUU，用户可知 1 PUU 移动 1 μm。

(1) 马达；(2) 导螺杆的螺距：3 mm (等于 3000 μm)；WL：工件：WT：载台

齿轮比每 1 PUU 命令对应工作物移动的距离

未使用

电子齿轮 =

1 = 3000 μm

rev

134217728 pulse

rev

× 1

1 = 3000

134217728 (单位：μm/PUU)

使用电子

齿轮 =

134217728

3000 = 3000 μm

rev

134217728 pulse

rev

134217728

3000 =1 (单位：μm/PUU)

相关参数：详细内容请查阅手册第八章

参数功能

P1.044 电子齿轮比分子 N1

P1.045 电子齿轮比分母 M

控制机能 ASDA-W3

6-8

6.2.5 位置模式时序图

PR 模式下，位置命令是根据 DI.POS0 ~ DI.POS6 与 DI.CTRG 来选择，详细说明可参阅 6.2.1

节，其时序图范例如下。

PR#01 內部暫存器

(PR#00 ~ 99)

1 ms

on off

off

off on

off

响应时间可由CP0.029設定

POS0

POS1

POS2

CTRG

SON

外部DI

off

Cmd_OK

TPOS

MC_OK

內部DO

PR#02 PR#04

运动曲线

(速度)

注：Cmd_OK：PR 命令完成后为 On；TPOS：位置误差小于 P1.054 设定时为 On；MC_OK：Cmd_OK 与 TPOS 输出

时为 On。

ASDA-W3 控制机能

6-9

6.2.6 位置回路增益调整

位置回路增益调整分为自动与手动两种方式。

 自动调整

通过自动调机功能，可让伺服自行完成增益调整。请详见手册第五章的自动调机章节。

 手动调整

位置回路的内回路包含速度回路，所以在设定位置控制单元前，用户必须先以手动(P2.004 及

P2.006)操作方式完成速度控制单元的设定，接着再设定位置回路的比例增益(P2.000)及前馈增益

(P2.002)。

增益相关说明：

1. P2.000 位置控制比例增益 (KPP)：增加此增益会提高位置回路响应带宽。

2. P2.002 位置控制前馈增益 (PFG)：增加此增益会降低相位落后误差。

设定时，建议位置回路带宽 (fp) 不要超过速度回路带宽 (fv)：fp ≤ fv

计算公式：KPP = 2 × π×fp

范例：若希望位置回路的响应带宽为 20 Hz，则 KPP 要调为 125 才合适 (2 × π × 20 Hz = 125)。

微分器

比例增益

P2.000

位置控制單元

增益切換

P2.027

速度命令

前馈增益

P2.002

前馈低通滤波器

P2.003

增益变动比率

P2.001

最大速度限制

P1.055

位置计数器编码器

+ +位置命令

控制机能 ASDA-W3

6-10

位置控制比例增益 KPP (P2.000)过大时，位置开回路带宽提高会导致相位边界变小，此时马达转

子会来回转动震荡，KPP 必须要调小，直到马达转子不再震荡。当机构有外部扭矩介入时，例如

在载台上增加待载物，过低的 KPP 可能会无法满足用户之降低位置动态追踪误差的需求。此时，

适度的加大位置控制前馈增益 PFG (P2.002)可有效降低位置动态追踪误差。

实际位置曲线随着 KPP 增大会呈现由(1)至(3)的变化；(4)代表位置命令。

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

P2.002 位置控制前馈增益

6.2.7 位置模式低频抑振

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。

伺服提供自动设定与手动设定功能。详细功能设定请参考 5.7.4 节。

ASDA-W3 控制机能

6-11

6.3 速度模式 (Sz)

将速度命令值设于三个命令缓存器(P1.009 ~ P1.011)，接着可利用 DI.SPD0 [0x14]与 DI.SPD1

[0x15]于三组速度命令之间进行切换。为了克服命令缓存器切换时所产生的不连续，本装置也提

供完整 S 形曲线规划。在闭回路系统中，采用增益及累加整合型式(PI)控制器，同时亦有手动模

式与不同的增益调整模式供用户选择。

手动模式由用户设定所有参数，因此自动或辅助功能都会被关闭；增益调整模式提供负载惯量估

测与带宽响应层级调整伺服带宽，此时用户所设定的参数会被当作初始值。

6.3.1 速度命令的选择

速度命令的来源为内部缓存器参数，是通过 DI 来选择，如下表所示：

速度命令编号 DI

命令来源内容 SPD1 SPD0

S1 0 0 无速度命令为 0

S2 0 1

内部缓存器参数

P1.009

S3 1 0 P1.010

S4 1 1 P1.011

 SPD0、SPD1 的状态：0 代表接点开路(Open)，1 代表接点通路(Close)。

 当 SPD0 = SPD1 = 0，则速度命令为 0。

 当 SPD0、SPD1 其中任一不为 0 时，速度命令为内部缓存器参数。命令在 SPD0、SPD1 改

变后立刻生效，不需要使用 DI.CTRG [0x08]来触发。

 马达转速值 = 内部缓存器参数设定值 x 单位 (0.1 rpm)。例：P1.009 = +30000，转速值 =

+30000 x 0.1 rpm = +3000 rpm

本节讨论的速度命令除了可在速度模式(Sz)下当作速度命令，也可以在扭矩(Tz)模式下当作速度

限制的命令输入。

控制机能 ASDA-W3

6-12

6.3.2 速度模式控制架构

基本控制架构如下图所示：

速度命令

速度控制单元

速度命令

处理单元

共振抑制单元扭矩限制器

速度估测器

电流回路电机

其中，速度命令处理单元是根据 6.3.1 节来选择速度命令来源，依 S 形平滑器做速度命令的平滑

化。速度控制单元则是管理驱动器的增益参数，实时运算供给马达的电流命令。共振抑制单元抑

制机械结构发生共振现象。

速度命令处理单元的架构图如下所示：

命令选择

P1.001

暫存器

P1.009 ~

P1.011

S形平滑器

P1.036

低通滤波器

P1.006

DI.SPD0、DI.SPD1

为了让命令信号有较平顺的响应，会需要用到命令 S 形平滑器及低通滤波器。

ASDA-W3 控制机能

6-13

6.3.3 速度命令的平滑处理

S 形命令平滑器

速度 S 形平滑命令产生器在加速或减速过程中，均使用三段式加速度曲线规划。提供运动命令的

平滑化处理，使产生的加速度是连续的，避免因为输入命令的急遽变化，而产生过大的急跳度(加

速度的微分)，进而激发机械结构的振动与噪音。用户可以使用以下参数调整：

 加速常数 (P1.034) 调整加速过程速度改变的斜率。

 减速常数 (P1.035) 调整减速过程速度改变的斜率。

 S 形加减速平滑常数 (P1.036) 可用来改善马达在启动与停止的稳定状态。

额定速度

速度

时间

(ms)

P1.034

扭力

时间

(ms) 0

加速減速

P1.035

P1.036

图 6.3.3.1 速度 S 形曲线与时间设定关系

速度命令端低通滤波器

速度命令端低通滤波器通常用来衰减掉不必要的高频响应或杂波，并兼具命令平滑效果。

目标速度

P1.006

速度命令

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)

P1.034 S 形平滑曲线的加速常数

P1.035 S 形平滑曲线的减速常数

P1.036 S 形平滑曲线的加减速平滑常数

控制机能 ASDA-W3

6-14

6.3.4 速度模式时序图

內部

暫存器

off on

off SPD0

SPD1

SON

外部

I/O

零速

注：

1. Off 代表接点开路(Open)，On 代表接点通路(Close)。

2. 模式是 Sz 时，速度命令 S1 = 0 rpm

3. 当 Servo On 以后，即根据 SPD0、SPD1 的状态来选择命令。

ASDA-W3 控制机能

6-15

6.3.5 速度回路增益调整

接着介绍速度控制单元的功能，架构图如下：

速度控制单元

增益切換

P2.027

扭矩命令

+ +

低通滤波器

P2.049

扭矩常数倒数

1/KT 电流命令

速度估测器编码器

电机慣量

系统慣量J

(1+P1.037)*JM

变动率

P2.005

积分器

积分增益

P2.006

前馈增益

P2.007 微分器

负载慣量比

P1.037

增益切換

P2.027

比例增益

P2.004

速度控制单元之中有许多的增益(Gain)可以调整，而调整的方式有手动模式与多种增益调整模式

可供用户来选择。

手动模式：由用户设定所有参数，同时自动或辅助功能都会关闭。

增益调整模式：请详见手册第五章的自动调机章节。

手动模式

当 P2.032 设定为 0 时，速度回路的比例增益(P2.004)、积分增益(P2.006)及前馈增益(P2.007)，

由用户自行设定，一般而言各参数的影响如下：

速度控制比例增益 (KVP)：增加此增益会提高速度回路响应带宽。

速度积分增益 (KVI)：增加此增益会提高速度回路低频刚度，并降低稳态误差。同时也牺牲相位

边界值。过高的积分增益增加系统的不稳定性。

速度前馈增益 (KVF)：增加此增益会降低相位落后误差。

相关参数：详细内容请查阅手册第八章

参数功能

P2.004 速度控制比例增益

P2.006 速度积分补偿

P2.007 速度前馈增益

控制机能 ASDA-W3

6-16

从学理的角度看，我们以控制理论中最直观的步阶响应来分析其特性，故以下范例使用步阶响应，

从时域来依序探讨比例增益(KVP)、积分增益(KVI)及前馈增益(KVF)对系统的影响：

时域

KVP 值越大、带宽越大，上升时间越

短，但当带宽过大时，系统的相位边界

会越低，对于稳态追踪误差并没有比

KVI 好；不过对于动态追踪误差具有明

显帮助。

KVI 值越大、低频增益越大，稳态追踪

误差越快变成 0，但系统的相位边界会

大幅降低。对于稳态追踪误差，KVI 具

有明显帮助；不过对于动态追踪误差并

没有明显帮助。

KVF 值越接近 1，前置补偿越完整，动

态追踪误差会变很小，但过大的 KVF

会造成摆振。

ASDA-W3 控制机能

6-17

6.3.6 共振抑制单元

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。本驱动器另外提供低通滤波器 (P2.025) 及带拒滤波器 Notch Filter

(P2.023、P2.024、P2.043 ~ P2.046、P2.095 ~ P2.103)，可在不改变原本控制参数的情况下，

达到抑制共振的效果。

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

P2.095 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

P2.025 共振抑制低通滤波

微分器前馈增益

P2.007

PI控制器

P2.004、P2.006

低通滤波器

P2.025

第二組共振抑制

滤波器

P2.043、P2.044

第三組共振抑制

滤波器

P2.045、P2.046

自动共振抑制开关与灵敏度设定

P2.047、P2.048

电流控制器

PWM

电流感测

电机

编码器

速度估测器

共振抑制單元

第一組共振抑制

滤波器

P2.023、P2.024

第四組共振抑制

滤波器

P2.098、P2.099

第五組共振抑制

滤波器

P2.101、P2.102

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