伺服驅動器參數設置步驟

在自動化設備中，經常用到伺服電機，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，通過控制器發出脈沖來控制伺服電機運行，脈沖數對應轉的角度，脈沖頻率對應速度（與電子齒輪設定有關），當一個新的系統，參數不能工作時，首先設定位置增益，確保電機無噪音情況下，盡量設大些，轉動慣量比也非常重要，可通過自學習設定的數來參考，然后設定速度增益和速度積分時間，確保在低速運行時連續，位置精度受控即可。

1、位置比例增益：設定位置環調節器的比例增益。設置值越大，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。但數值太大可能會引起振蕩或超調。參數數值由具體的伺服系統型號和負載情況確定。

2、位置前饋增益：設定位置環的前饋增益。設定值越大時，表示在任何頻率的指令脈沖下，位置滯后量越小位置環的前饋增益大，控制系統的高速響應特性提高，但會使系統的位置不穩定，容易產生振蕩。不需要很高的響應特性時，本參數通常設為0表示范圍：0~100%

3、速度比例增益：設定速度調節器的比例增益。設置值越大，增益越高，剛度越大。參數數值根據具體的伺服驅動系統型號和負載值情況確定。一般情況下，負載慣量越大，設定值越大。在系統不產生振蕩的條件下，盡量設定較大的值。

4、速度積分時間常數：設定速度調節器的積分時間常數。設置值越小，積分速度越快。參數數值根據具體的伺服驅動系統型號和負載情況確定。一般情況下，負載慣量越大，設定值越大。在系統不產生振蕩的條件下，盡量設定較小的值。

5、速度反饋濾波因子：設定速度反饋低通濾波器特性。數值越大，截止頻率越低，電機產生的噪音越小。如果負載慣量很大，可以適當減小設定值。數值太大，造成響應變慢，可能會引起振蕩。數值越小，截止頻率越高，速度反饋響應越快。如果需要較高的速度響應，可以適當減小設定值。

6、最大輸出轉矩設置：設置伺服驅動器的內部轉矩限制值。設置值是額定轉矩的百分比，任何時候，這個限制都有效定位完成范圍設定位置控制方式下定位完成脈沖范圍。本參數提供了位置控制方式下驅動器判斷是否完成定位的依據，當位置偏差計數器內的剩余脈沖數小于或等于本參數設定值時，驅動器認為定位已完成，到位開關信號為 ON，否則為OFF。

在位置控制方式時，輸出位置定位完成信號，加減速時間常數設置值是表示電機從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速度范圍設置到達速度在非位置控制方式下，如果伺服電機速度超過本設定值，則速度到達開關信號為ON，否則為 OFF。在位置控制方式下，不用此參數。與旋轉方向無關。

7、手動調整增益參數

調整速度比例增益KVP值。當伺服系統安裝完后，必須調整參數，使系統穩定旋轉。首先調整速度比例增益KVP值．調整之前必須把積分增益KVI及微分增益KVD調整至零，然后將KVP值漸漸加大；同時觀察伺服電機停止時足否產生振蕩，并且以手動方式調整KVP參數，觀察旋轉速度是否明顯忽快忽慢．KVP值加大到產生以上現象時，必須將KVP值往回調小，使振蕩消除、旋轉速度穩定。此時的KVP值即初步確定的參數值。如有必要，經KⅥ和KVD調整后，可再作反復修正以達到理想值。

調整積分增益KⅥ值。將積分增益KVI值漸漸加大，使積分效應漸漸產生。由前述對積分控制的介紹可看出，KVP值配合積分效應增加到臨界值后將產生振蕩而不穩定，如同KVP值一樣，將KVI值往回調小，使振蕩消除、旋轉速度穩定。此時的KVI值即初步確定的參數值。

調整微分增益KVD值。微分增益主要目的是使速度旋轉平穩，降低超調量。因此，將KVD值漸漸加大可改善速度穩定性。

調整位置比例增益KPP值。如果KPP值調整過大，伺服電機定位時將發生電機定位超調量過大，造成不穩定現象。此時，必須調小KPP值，降低超調量及避開不穩定區；但也不能調整太小，使定位效率降低。因此，調整時應小心配合。

8、自動調整增益參數

現代伺服驅動器均已微計算機化，大部分提供自動增益調整（ autotuning）的功能，可應付多數負載狀況。在參數調整時，可先使用自動參數調整功能，必要時再手動調整。

事實上，自動增益調整也有選項設置，一般將控制響應分為幾個等級，如高響應、中響應、低響應，用戶可依據實際需求進行設置。

1、KNDSD100基本性能

1.1、基本功能

SD100采用國際上先進的數字信號處理器（DSP）TM320（S240）、大規模可編程門陣列（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功能。

與步進電動機相比，交流伺服電動機無失步現象。伺服電動機自帶編碼器，位置信號反饋至伺服驅動器，與開環位置控制器一起構成半閉環控制系統。調速比寬 1：5000，轉矩恒定，1 r和2000r的扭矩基本一樣，從低速到高速都具有穩定的轉矩特性和很快的響應特性。采用全數字控制，控制簡單靈活。用戶通過參數修改可以對伺服的工作方式、運行特性作出適當的設置。目前價格僅比步進電動機高2000～3000元。

1.2、參數調整

SD100為用戶提供了豐富的用戶參數0～59個，報警參數1～32個，監視方式（電動機轉速，位置偏差等）22個。用戶可以根據不同的現場情況調整參數，以達到最佳控制效果。幾種常用的參數的含義是：

（1）“0”號為密碼參數，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，對應同系列不同功率級別的驅動器和電動機。

（3）“4”號為控制方式選擇，改變此參數可設置驅動器的控制方式。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”為編碼器調零方式；“5”為開環控制方式（用戶測試電壓及編碼器）；“6”為轉矩控制方式。

（4）“5”號為速度比例增益，出廠值為150。此設置值越大，增益越高，剛度越高。參數設置根據具體的伺服驅動型號和負載情況設定。一般情況下，負載慣量越大，設定值越大。在系統不產生振蕩情況下，應盡量設定較大些。

（5）“6”號為速度積分時間常數，出廠值為20。此設定值越小，積分速度越快，太小容易產生超調，太大使響應變慢。參數設置根據具體的伺服驅動型號和負載確定。一般情況下，負載慣量越大，設定值越大。

（6）“40”、“4l”號為加減速時間常數，出廠設定為0。此設定值表示電動機以0～100r/min轉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。但數值太大可能會引起振蕩或超調。參數數值根據具體的伺服驅動型號和負載情況而定。

2、KNDSD100的參數設置技巧

SD100伺服驅動器和凱恩帝數控系統相配時，只需設定表1中的參數，其余參數，一般情況下，不用修改。

電子齒輪比的設置如下：配KND-SD100伺服驅動器，應將KND系統的電子齒輪比設置為CMR/CMD=1：1，。KND-SD100伺服驅動器電子齒輪比設置為

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）/帶輪比×絲杠螺距×1000

分子分母可約成整數。

對于車床，如果X軸以直徑編程，以上公式分母應乘以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）/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軸驅動器的電子齒輪比為

PA12/PA13=4×2500/（1×4×1000×2）=5/4。

Z軸驅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軸驅動器，PA/2/PA/3應設定為5/4，對于Z軸驅動器，PA12/PA13應設定為10/3。

3、KNDSD100的參數優化技巧

（1） 根據上述設置好SD100伺服驅動器參數后，開始優化調整伺服性能，即驅動增益參數的調整。一般SD100驅動器保持缺省的增益參數，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。經檢查問題后可考慮采用共振抑制的辦法，修改7號參數（轉矩濾波器）和8號參數（速度檢測低通濾波器）來抑制電動機產生的振動。7、8號參數缺省參數為100，可試著每次將7、8號參數分別減少10，按確認鍵。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號參數的調整范圍為20～80之間，這樣基本能達到共振抑制的效果。

（2） 保持出廠參數時達不到加工效果，比如車床車出的斜面粗糙度值大，可試著再調整如下參數：①速度比例增益PA5的調整：確認驅動器正常啟動，用數控系統手動控制電動機轉動（機床移動）。確認如果電動機不振動，加大調整此參數。設定值越大，剛性越大，機床的定位精度越高，每次加大數值5，直到產生振動，將此值減小到穩定后，再將此值減10；②位置比例增益PA9：在穩定范圍內，盡量設置得較大，這樣機床跟蹤特性好，滯后誤差小。同速度比例增益的調整相似，在不產生振動的情況下應盡可能調大此值；③如以上兩參數提高后還達不到加工效果，可采用調整7、8號參數的方法進行振動的抑制參數調整。調整后，驅動器5、9 號參數可以再向上調一些，這樣應該可以滿足用戶的加工要求。

4、KNDSD100的故障處理技巧

一旦出現報警信號，伺服單元將禁止電動機運行，以及對用戶參數的調整，直至斷電后重新上電。用戶可以根據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，那自然就是驅動器故障。當然，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致伺服沒有動作。

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

還可以通過修改數控系統參數，將某軸如X軸鎖住，不讓系統檢測X軸，達到判斷目的。但應注意：X軸與Z軸互換，即使型號相同，機床可能因為負載不同、參數不同而產生問題。在確認檢查方案動手前，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控系統統一供電系統，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，將給出報警信號，并禁止電動機運行。