交流伺服系统主要参数与设定方法

大部分交流伺服系统位置环均采用比例调节器,因为积分调节虽然可以减小系统的静差,但是会产生位置超调,在需要高跟随性能的系统中,可以增加位置前馈增益参数。速度环和电流环采用比例积分调节器。下面对影响数控机床性能的交流伺服主要参数及意义说明如下:
速度比例增益参数

主要是设定速度环调节器的比例增益,增益越高,刚度越大,参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定,一般情况下,负载惯量越大,设定值越大。

速度积分频率参数(速度积分频率为速度积分时间的倒数)

主要是设定

速度环调节器的积分频率,积分频率越大,刚度越大,参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定,一般情况下,负载惯量越大,设定值越小。

速度检测低通滤波器参数,主要是设定速度检测低通滤波器特性,数值越小,截止频率越低,电机产生的噪音越小,如果负载惯量很大,可以适当减小设定值。数值太小,造成响应变慢,可能会引起振荡。

位置比例增益参数,主要是设定位置环调节器的比例增益,设置值越大,增益越高,刚度越大,相同频率指令脉冲条件下,位置滞后量越小,但数值太大可能会引起振荡或超调。

电流积分频率参数,主要是设定电流环调节器的积分频率,积分频率越大,积分速度越快,电流跟踪误差越小,但积分时间太大,会产生噪声或振荡,该参数仅与伺服驱动器和电机有关,与负载无关,一般情况下,电机的电磁时间常数越大,积分频率越小,在系统不产生振荡的条件下,该参数尽量设定的较大。

电流比例增益参数,主要是设定电流环调节器的比例增益,增益越高,电流跟踪误差越小,但增益太高,会产生噪声或振荡,该参数仅于伺服驱动器和电机有关,与负载无关,在系统不产生振荡的条件下,该参数尽量设定的较大。

电流或转矩指令低通滤波器截止频率参数,该参数主要是设定电流或转矩指令低通滤波器截止频率,用来限制电流或转矩指令频带,避免电流或转矩冲击和振荡,使电流、转矩响应平稳。

调节改变交流伺服参数,伺服系统的特性发生改变,比例环节参数的作用即成比例的反映控制系统的偏差信号,当偏差一旦产生,控制器立即产生控制作用,以减少偏差;积分环节作用主要用于消除静差,提高系统的无差度;滤波器的作用主要限制反馈指令的频带,避免外部干扰冲击和震荡,控制系统响应平稳。

在数控机床系统中,交流伺服较高的速度、电流增益可以带来高的伺服系统响应和刚度,因此可以减小机床的加工形状误 差,提高定位速度。因此做为一般的调整规则,在整个机床允许的情况下,速度电流增益以及积分时间常数尽量调高,以减少系统的静差,提高系统的刚度。