作為V90驅(qū)動(dòng)器的核心功能“一鍵自動(dòng)優(yōu)化”給工程師調(diào)試帶來了很多的便利，利用此功能不僅可以縮短調(diào)試時(shí)間還能提高控制效果，本文介紹了此功能的使用方法。

常有客戶反映為什么伺服電機(jī)使能后，為什么仍然能用手轉(zhuǎn)得動(dòng)電機(jī)軸？或者在驅(qū)動(dòng)器調(diào)試初期經(jīng)常會(huì)碰到以下相關(guān)故障：

F7450：靜態(tài)監(jiān)控已響應(yīng)，驅(qū)動(dòng)在靜態(tài)監(jiān)控時(shí)間進(jìn)程結(jié)束后超出靜態(tài)窗口。

F7451：跟隨誤差過大, 位置設(shè)定值和位置實(shí)際值的差值（跟隨誤差動(dòng)態(tài)模式）大于公差。

F7452：定位監(jiān)控已響應(yīng)，驅(qū)動(dòng)在定位監(jiān)控時(shí)間進(jìn)程結(jié)束時(shí)仍未到達(dá)定位窗口。

導(dǎo)致以上問題的原因多半是因?yàn)闆]有針對(duì)于相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行伺服驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)化，造成伺服電機(jī)沒有發(fā)揮出卓越的性能。

1. 伺服系統(tǒng)組成

圖1：伺服系統(tǒng)組成

SINAMICS V90 PN 伺服驅(qū)動(dòng)由三個(gè)控制環(huán)組成：

· 電流控制 ：

系統(tǒng)內(nèi)部根據(jù)已知的電機(jī)繞組數(shù)據(jù)等信息自動(dòng)計(jì)算電流環(huán)增益。

· 速度控制 ：

速度環(huán)為PI調(diào)節(jié)器，速度環(huán)增益直接影響速度環(huán)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，通過將積分分量加入速度環(huán)以提高系統(tǒng)抗干擾特性，消除速度的穩(wěn)態(tài)誤差，如果負(fù)載慣量比較高，那么需要相應(yīng)增大速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù)，否則，機(jī)械系統(tǒng)可能會(huì)因此產(chǎn)生諧振。

· 位置控制：

位置環(huán)為P調(diào)節(jié)器，位置環(huán)增益直接影響位置環(huán)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，增益設(shè)置不合適會(huì)導(dǎo)致定位過沖或跟隨誤差過大，當(dāng)然可以通過增加合適的速度環(huán)預(yù)控以大幅度降低跟隨誤差。在具有多個(gè)機(jī)械傳遞環(huán)節(jié)的系統(tǒng)中，位置環(huán)增益往往被低固有頻率的傳遞環(huán)節(jié)所限制。

為方便大家調(diào)試，SINAMICS V90驅(qū)動(dòng)器提供了一鍵自動(dòng)優(yōu)化功能，通過此功能可以使設(shè)備獲得更高的動(dòng)態(tài)性能：

圖2：一鍵自動(dòng)優(yōu)化

2. 通過V-ASSISTANT調(diào)試軟件進(jìn)行一鍵自動(dòng)優(yōu)化參數(shù)配置：

前提條件：

· 確認(rèn)電機(jī)允許正反轉(zhuǎn)。

· 確認(rèn)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍。

– 對(duì)于帶絕對(duì)值編碼器的電機(jī)：允許電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度限制由 p29027 決定（小設(shè)置為180°） 。

– 對(duì)于帶增量式編碼器的電機(jī)：p29027必須大于兩圈的自由旋轉(zhuǎn)。（小設(shè)置為720°）

圖3：一鍵自動(dòng)優(yōu)化配置

圖4：一鍵自動(dòng)優(yōu)化高級(jí)參數(shù)配置

下面通過實(shí)驗(yàn)比對(duì)一鍵自動(dòng)優(yōu)化對(duì)于伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響：

圖5：未激活速度與轉(zhuǎn)矩前饋以及未進(jìn)行優(yōu)化

圖6：激活速度與轉(zhuǎn)矩前饋并且優(yōu)化后的結(jié)果

通過合理的配置，在進(jìn)行一鍵自動(dòng)優(yōu)化后，系統(tǒng)根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)自動(dòng)整定出合適的參數(shù)以獲得相應(yīng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。當(dāng)然，如果機(jī)械系統(tǒng)的特性非常差，比如剛度不足會(huì)導(dǎo)致無法通過一鍵自動(dòng)優(yōu)化，這種情況下，需要大家根據(jù)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)手動(dòng)整定參數(shù)。

作者：西門子技術(shù)支持中心
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