第二增益切换条件共11种模式。不同模式的示意图和相关参数，如下表所示。

延迟时间[F07.08]只在第二增益切换到第一增益时有效。

|实际速度| < （切换等级-切换时滞）

9.4.3滤波对比

9.4.4前馈增益

（1）速度前馈

图9-9速度前馈控制操作图

速度前馈可应用于位置控制模式及全闭环功能。使用速度前馈功能，可以提高速度指令响应，减小固定速度时的位置偏差。速度前馈功能操作步骤：

① 设置速度前馈信号来源：

[F07.15](速度前馈控制选择)置为非0值，速度前馈功能生效，且相应的信号来源被选中。

② 设置速度前馈参数；

包括速度前馈增益[F07.17]和速度前馈滤波时间常数[F07.16]。

(2）转矩前馈：

图9-10转矩前馈控制操作图

位置控制模式，采用转矩前馈，可以提高转矩指令响应，减小固定加减速时间的位置偏差；速度控制模式，采用转矩前馈，可以提高转矩指令响应，减小固定速度时的速度偏差。转矩前馈功能操作步骤：

① 设置转矩前馈信号来源。

将[F07.18]（转矩前馈控制选择）置为1，转矩前馈功能生效，且响应的信号来源被选中；

② 设置转矩前馈参数；

9.5不同控制模式下的参数调整

不同控制模式下的参数调整均需按照“惯量辨识” \scriptstyle = = { \overrightarrow { , } } “自动增益调整” \scriptstyle = = “手动增益调整”的顺序。

9.5.1位置模式下的参数调整

（1）通过惯量辨识，获取负载惯量比[F07.14]：

（2）位置模式下的增益参数：

① 第一增益：

② 第二增益：

③ 公共增益:

（3）通过自动增益调整，获得第一增益（或第二增益）、公共增益的初始值。

（4）手动微调下述增益：

9.5.2速度模式下的参数调整

速度控制模式下的参数调整与位置控制模式下相同，除位置环增益（[F07.02]、[F07.05]）外，请按9.5.1调整。

9.5.3转矩模式下的参数调整

转矩控制模式下的参数调整需要按以下情况进行区分：

实际速度达到速度限制值(转矩模式下的速度限制请参考“7.9轮廓转矩模式(pt）”），调整方法同速度模式下的参数调整“9.5.2速度模式下的参数调整”。

实际速度未达到速度限制值，除位置速度环增益与速度环积分时间常数外，调整方法同速度模式下的参数调整“9.5.2速度模式下的参数调整”。

9.6振动抑制

9.6.1机械共振抑制

机械系统具有一定的共振频率，伺服增益提高时，可能在机械共振频率附近产生共振，导致增益无法继续提高。抑制机械共振有2中途径：

（1）转矩指令滤波（[F07.12]，[F07.13]）

通过设定滤波时间常数，使转矩指令在截止频率以上的高频段衰减，达到抑制机械共振的目的。

（2）陷波器

陷波器通过降低特定频率处的增益，可达到抑制机械共振的目的。正确设置陷波器后，振动可以得到有效抑制，可尝试继续增大伺服增益。陷波器的原理如下图。

图9-11陷波器的抑制原理

伺服驱动器共有4组陷波器，每组陷波器有3个参数，分别为陷波器频率、宽度等级和深度等级。第一和第二组陷波器为手动陷波器，各参数由用户手动设置；第三和第四组陷波器参数既可以手动设置，又可配置为自适应陷波器[F08. \scriptstyle 0 2 = 1 或2]，此时各参数由驱动器自动设定。

(1）当“频率”为默认值 4 0 0 0 { { H z } } 时，陷波器无效。
(2）如果发生了共振需要使用陷波器，请优先使用自适应陷波器。自适应陷波器无效或效果不佳，再尝试使用手动陷波器。

图9-12陷波器使用步骤

① 自适应陷波器使用步骤：

1>根据共振点的个数设置[F08.02]（自适应陷波器模式选择）为1或2;当发生共振时，可先将[F08.02]设置为1，开启一个自适应陷波器，待增益调整后，若出现新的共振，再将[F08.02]置为2，启动两个自适应陷波器。{ { ~ 2 > ~ } } 伺服运行时，第三或第四组陷波器参数被自动更新，辨识完毕后自动存储一次该组功能码。3>若共振得到抑制，说明自适应陷波器取得效果，等待伺服稳定运行一段时间后，将[F08.02]设为0时，自适应陷波器参数被固定为最后一次更新的值，自动辨识过程中，如果系统没有检测到振动，[F08.02]也会自动被设置为0。此步操作可防止由于伺服运行过程中发生误动作，导致陷波器参数被更新为错误值，反而加剧振动的状况。

4>若振动长时间不能消除请及时关闭伺服使能。

若共振频率超过2个，自适应陷波器无法满足要求，可同时使用手动陷波器；也可将4个陷波器均作为手动陷波器使用 \scriptstyle \left[ \mathbf { F } 0 8 . \mathbf { 0 } 2 = 0 \right] 。

島提示

共振频率在 3 0 0 { { H z } } 以下时，自适应陷波器的效果会有所降低。

② 手动陷波器使用步骤：

1 ⟩ 分析共振频率；使用手动陷波器时，需要将陷波器的频率设置为实际发生的共振频
率。共振频率的获得方法：a、由我司驱动调试平台的“FFT分析”获得；b、通过我司驱动调试平台示波器功能采集指令转矩（02监控项）或电机输出转矩（45
监控项)，对采集的数据进行“FFT分析”后由FFT图查找出共振频率。采样时为了分析准
确建议虚拟示波器的采样“时间戳”设置为3。c、通过将 [ \mathsf { F } 0 8 . 0 2 = 3 ] ，伺服运行时，自动测试共振频率和幅度，并将测试结果保存在
[F08.20]和[F08.21]中。2>将第1>步获取的共振频率和深度输入选用组的陷波器参数，同时输入该组陷波器的
宽度等级；3 ⟩ 若共振得到抑制，说明陷波器取得效果，可继续调整增益，待增益增大后，若出现
新的共振，重复步骤 1 > ~ 2 > ：4>若振动长时间不能消除请及时关闭伺服使能。

③ 陷波器宽度等级

陷波器宽度等级用于表示陷波器宽度和陷波器中心频率的比值：

陷波器宽度等级=fH-ft

其中：f：陷波器中心频率，既机械共振频率

fu-fL：陷波器宽度，表示相对陷波器中心频率，幅值衰减率为-3dB的频率带宽。
其对应关系如图7-11所示。一般保持默认值2即可。

④ 陷波器深度等级

陷波器深度等级表示在中心频率处输入与输出之间的比值关系。

陷波器深度等级为0时，在中心频率处，输入完全被抑制；陷波器深度等级为100时，在中心频率处，输入完全可通过。因此，陷波器深度等级设置越小，陷波深度越深，对机械共振的抑制也越强，但可能导致系统不稳定，使用时注意。

其具体对应关系如下图所示：

島提示

如果使用FFT分析工具得到的幅频特性曲线中无明显尖峰，实际也发生了振动，则这种振动可能并非机械共振，而是达到了伺服的极限增益导致。这种振动无法通过陷波器抑制，只能通过降低增益或增加转矩指令滤波时间改善。

图9-13陷波器频率特性

9.6.2低频共振抑制

图9-14低频共振机械示意图

若机械负载的端部长且重，急停时易发生端部振动，影响定位效果。这种振动的频率一般在 1 0 0 { H z } 以内，相比于9.6.1节的机械共振频率较低，因此称为低频共振。通过低频共振抑制功能可以有效降低此振动。

图9-15低频共振抑制滤波器使用步骤

（1）设置低频共振抑制模式[F08.22]：

伺服驱动器提供2种低频共振抑制方法，优先使用自动设置：

① \left[ \mathsf { F } 0 8 . 2 2 { = } 1 \right] ，自设置低频共振频率和振动次数参数动；

系统运行，在辨识过程中键盘界面显示“TUNE4”，辨识完成后进入正常监控状态。伺服驱动器自动检测得到低频共振的频率和次数，并自动设置[F08.23]（低频共振频率）和[F08.24]（低频共振次数）。

② [ \mathsf { F } 0 8 . 2 2 = 0 ] ，手动设置低频共振频率和振动次数参数：

首先，使用我司驱动器调试平台的示波器功能采集电机处于定位状态位置偏差的波形，计算位置偏差波动频率，即为低频共振频率；或借助外部的光电感应设备测出振动频率和振动次数。然后，手动输入[F08.23]（低频共振频率)，[F08.24]（低频共振次数）。

（2）观察使用低频共振抑制滤波器后，位置偏差是否仍超过[F04.20]：

若是，重复步骤（1）～（2)；若否，说明低频共振抑制取得效果。或直接观察机械振动是否有改善。

图9-16低频共振抑制效果图

9.7高级调谐

当驱动器所驱动的电机非我司提供的伺服电机时或驱动运行性能不佳、出现过流、过载、运行方向出错时，可尝试采用本驱动器提供电机和编码器安装信息自学习功能进一步提高驱动器性能。当伺服电机非我司提供的伺服电机时，需要确保以下电气特性准确。

（1）确保电机的额定电压和驱动器匹配，确保电机的额定电流小于驱动器电流。

（2）对于增量编码器：确保A、B、Z、U、V、W信号按我司提供的编码器接口信号接线（详细参考4.3章)。其中UVW信号和ABZ信号不能接错。对于总线编码器：确保编码器是采用多摩川总线串口协议，且编码器电源和数据线信号接线正确，详细参考4.3章接线。

9.7.1增量编码器电机调谐过程

增量型编码器电机（例如2500线编码器电机）按下面步骤操作一遍。

（1）接上电源、电机的UVW线、编码器线。

（2)若电机为我司伺服电机，请确定电机铭牌的里面的对应信息和[F00.03]和[F00.21]是否正确，若非我司的伺服电机，请根据电机铭牌确定[F00.04]至[F00.12]电机相关参数，根据编码器信息确定编码器单圈精度[F00.22]，2500线编码器单圈精度为 2 5 0 0 * 4 = 1 0 0 0 0 。5000线单圈精度为 5 0 0 0 { * } 4 { = } 2 0 0 0 0 。

（3）设置[F12. 0 5 = 1 ] ，按SET键进行编码器安装信息和UVW驱动相序自学习，学习过程中观察电机的运行方向是否为逆时针（从轴端看）方向，若出现顺时针方向运行，停机掉电后调换UVW驱动线的任意两根，重新进行以上步骤。学习过程中电机运行方向正确的情况下，若在学习过程中出现Er.205故障，则可以调整[F00.25]参数，此参数若为0，则改为1，若为1则改为0。修改[F00.25]参数后，重新设置[F12. 0 5 = 1 ] 进行编码器安装信息自学习。

（4）设置[F12. 0 5 = 2 或3]，进行电机电气参数自学习，学习过程中若出现Er.204故障，请重新确认[F00.04]至[F00.12]电机参数后重新进行（4）步骤。自学习完成后，系统会自动退出自学过程，进入监控界面。

9.7.2总线编码器电机调谐过程

总线型编码器电机按下面步骤操作一遍。

（1）接上电源、电机的UVW线、编码器线。

（2)若电机为我司伺服电机，请确定电机铭牌的里面的对应信息和[F00.03]和[F00.21]是否正确，若非我司的伺服电机，请根据电机铭牌确定[F00.04]至[F00.12]电机相关参数，根据编码器信息确定编码器单圈精度[F00.22]，20位总线编码器单圈精度为 2 ^ { 2 0 } = 1 0 4 8 6 7 6 , 2 \Im 8位精度 2 ^ { 2 3 } { = } 8 3 8 8 6 0 8 ，17位精 2 ^ { 1 7 } = 1 3 1 0 7 2 。

（3）设置[F12. 0 6 = 1 ] ，按UP键一次，等待系统自动退出，此过程结束后若出现故障，请重新上电。

（4）设置[ { F 1 2 . 0 5 = 1 ] } ，按SET键进行编码器安装信息和UVW驱动相序自学习，学习过程中观察电机的运行方向是否为逆时针（从轴端看）方向，若出现顺时针方向运行或出现Er.205故障，停机掉电后调换UVW驱动线的任意两根，重新进行（2）和（3）步骤。

（5）设置[F12. 0 5 = 2 或3]，进行电机电气参数自学习，学习过程中若出现Er.204故障，请重新确认[F00.04]至[F00.12]电机参数后重新进行（5）步骤。自学习完成后，系统会自动退出自学过程，进入监控界面。

9.8辅助刚性调整功能

用户在进行刚性等级调整伺服增益时，无需上位机给定运行指令，只需设置[F12.12]刚性测试辅助参数(需事先确定合适的负载转动惯量比[F07.14]，可使电机按照驱动器内部生成的指令模式运行，在电机运行的同时改变[F08.01]刚性等级选择，从而根据设备的运行实际效果确定合适的刚性等级。

具体操作步骤如下：

（1）根据工作模式和设备的实际运行情况选择合适的刚性测试辅助参数设置[F12.12]：① 如果是速度模式可以根据设备允许的运行条件或运行限制选择1或2；② 如果是位置模式可根据设备允许的运行条件或运行限制设置电机可运行圈数[F07.23]及运行方向选择[F12.12]。（2）根据设备实际运行要求或运行限制，以确定合适的运行指令的最大速度，加减速时间和等待时间（复用惯量辨识参数）并进行参数设置；（3）进入[F12.12]参数设定界面，设置步骤（1）确定的值，然后按“SET键”，电机就会按设定的运行模式进行运行，同时键盘显示内容自动切换为伺服当前刚性等级[F08.01]。（4）用户可边观察设备实际运行效果，边通过“Up""Down”键调整刚性等级[F08.01]，直至确定合适的刚性等级。（5）在确定合适的刚性等级后，按“SET键”可保存当前的刚性等级[F08.01]，再按“MENU键”即可退出增益调试。如果增益设置不当，设备发生震动，或噪音时，可通过按“MENU键”即可迅速退出增益调试，使电机伺服OFF。

10故障处理

10.1启动时的故障和警告处理

10.2故障和警告处理

10.2.1故障和警告代码表

（1）故障和警告分类

伺服驱动器的故障和警告按严重程度分级，可分为四级，第1类、第2类、第3类、第4类，严重等级：第1类 > 第2类 > 第3类 > 第4类，具体分类如下：

第1类(简称NO.1)不可复位故障;
第2类(简称NO.2)可复位故障；
第3类(简称NO.3)可复位故障；
第4类(简称NO.4)可复位警告。

“可复位”是指通过给出“复位信号”使面板停止故障显示状态。

具体操作：设置参数[F] \left\lfloor 2 . 0 1 = 1 \right\rfloor （故障复位)或者使用DI功能2(FunIN.2：ALM-RST，故障复位)且置为逻辑有效，可使面板停止故障显示，或通过上位机设置控制字 0 { x } 6 0 4 0 的Bit7，Bit7的上升沿进行复位。

NO.2、NO.3可复位故障的复位方法：先关闭伺服使能信号（S-ON设为OFF)，然后置[ { F } 1 2 . 0 1 = 1 ] 或使用DI功能2，或通过上位机设置控制字 0 { { x } 6 0 4 0 } 的Bit7，Bit7的上升沿进行复位。

NO.4可复位警告的复位方法：程序自动检测告警状态，自动退出。

島提示

对于一些故障或警告，必须通过更改设置，将产生的原因排除后，才可复位，但复位不代表更改生效。对于需要重新上控制电(L1C、L2C)才生效的更改，必须重新上控制电；对于需要停机才生效的更改，必须关闭伺服使能。更改生效后，伺服驱动器才能正常运行。

（2）故障记录

伺服驱动器具有故障记录功能，可以记录最近6次的故障名称及最近两次故障发生时伺服驱动器的状态参数。

故障复位后，故障记录依然会保存该故障和警告；使用“恢复出厂值操作”[F01. 2 0 = 3 ] 可清除故障和警告记录。

[F17.06] ~ [F17.11]可以查看当前故障发生时伺服驱动器的状态参数，参数详情请参考“第7章参数说明”。

[F17.12] ~ [F17.17]可以查看前二次故障发生时伺服驱动器的状态参数，参数详情请参考“第7章参数说明”。

当发生第4类告警时，告警代码和告警时驱动器的状态参数不进行存储。

发生故障时，故障代码可以通过[F10.46]参数查看更详细的故障分类信息。

通过我司驱动调试平台软件或者通讯读取[F19.04]时为十进制，无需转换。

（3）通信故障诊断信息

当通信或者驱动器出现异常时，ESS200N系列伺服驱动器以生产者的形式向网络发送紧急报文，或者SD0传输异常时发送中止应答。

（4）故障输出一览表

10.2.2故障的处理办法

10.2.4键盘通信故障

第11章应用案例

11.1ESS200N配合固高控制器操作案例

（1）利用EthercatConfig加载ESS200N_V1.2_CN.xml或 ESS200N_V1.2_EN.xml配置EtherCAT网络。

① 在PC机上打开EthercatConfig② 加载ESS200N_V1.2_CN.xml文件

④ 选择“ProcessData”选项卡，并按照实际情况选择合适的TPDO和RPDO，其中RPDO的主索引对应0x1600,0x1700,0x1701,0x1702,0x1703,0x1704,0x1705。TPD0 的主索引对应0x1A00,0x1B01,0x1B02,0x1B03,0x1B04。本例程中选择默认的TPDO和RPOD。

⑤ 选择“Install”

⑥ 关闭“SlaveInstallToolkit”，至此XML文件的安装工作完毕。

（2）配置EtherCAT从站

① 在“EtherCATConfigTool”的“EtherCATMaster”下点击鼠标右键。

② 根据实际情况添加设备的数目，本例程中使用一台ESS200N伺服做测试，所以只需添加一台设备。

③ 设置DC同步时间和DC同步移位时间，单位是ns。DC同步时间对应sync0cycle time,DC 同步移位时间对应 sync0 shift time。Sync0 cycle time 必须为12500o 的整数倍，sync0shift time 需要根据现场的实际情况设置最优值，sync0 shifttime 必须小于Sync0 cycletime，此处采用EtherCATConfigTool的默认值。

④ 生成“Gecat.eni”文件

GoogolIech -- EtherCAIConfigIool v2.14b <br>口

⑤ 启动"固高CPAC-Otobox-UCTN2-ECAT-XXX-XXX"系列运动控制器，并打开OtoStudio编程软件，

⑥ 设置电脑与运动控制器的IP通讯参数。

⑦ 从电脑端远程连接到运动控制器。

⑧ 将EtherCATConfigTool 配置生成的 Gecat.eni 文件拷贝到“\\192.168.0.2\HardDisk\CPAC”路径下。

⑨ 联机登录到运动控制器。

{10} 此时如果界面由“橙色”变成了“蓝色”说明运动控制器与ESS200N通讯上了，接下来就是通过OtoStudio对运动控制器进行编程。

① 设置电子齿轮比。

控制伺服试运行

OtoStudio - GUC ECAI8_Demo.pro\* - [JOG]

卤