交流伺服系统增益说明

位置环增益，提高位置响应的速度，也就是说找到位置的快慢，增益越高达到目标的时间越短，不是速度的关系，闭环系统在最后定位结束的地方是个高速震荡的过程，在目标值附近快速震荡，最后找到目标。

增益高，这个震荡结束就快，这个是伺服电机的重要性能指标之一。

速度环增益当然就是对应速度，达到目标速度的性能。

看起来增益是越高越好，实际操作不是这样，伺服系统增益过高会带来共振，产生巨大的噪声，造成电机猛烈的震动。

过高的增益还会带来超速，过载，过流等等的问题。

因为理想的计算值与实际电机的能力还是有差距的，包括电子元件的电流负荷能力和响应能力等等。

粗浅之见，仅供参考。

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1.手动调整增益参数调整速度比例增益KVP值。

当伺服系统安装完后，必须调整参数，使系统稳定旋转。

首先调整速度比例增益KVP值．调整之前必须把积分增益KVI及微分增益KVD调整至零，然后将KVP值渐渐加大；同时观察伺服电机停止时足否产生振荡，并且以手动方式调整KVP参数，观察旋转速度是否明显忽快忽慢．KVP 值加大到产生以上现象时，必须将KVP值往回调小，使振荡消除、旋转速度稳定。

此时的KVP值即初步确定的参数值。

如有必要，经KⅥ和KVD调整后，可再作反复修正以达到理想值。

调整积分增益KⅥ值。

将积分增益KVI值渐渐加大，使积分效应渐渐产生。

由前述对积分控制的介绍可看出，KVP值配合积分效应增加到临界值后将产生振荡而不稳定，如同KVP值一样，将KVI值往回调小，使振荡消除、旋转速度稳定。

此时的KVI值即初步确定的参数值。

调整微分增益KVD值。

微分增益主要目的是使速度旋转平稳，降低超调量。

因此，将KVD值渐渐加大可改善速度稳定性。

调整位置比例增益KPP值。

如果KPP值调整过大，伺服电机定位时将发生电机定位超调量过大，造成不稳定现象。

此时，必须调小KPP值，降低超调量及避开不稳定区；但也不能调整太小，使定位效率降低。

因此，调整时应小心配合。

2．自动调整增益参数现代伺服驱动器均已微计算机化，大部分提供自动增益调整（autotuning）的功能，可应付多数负载状况。

在参数调整时，可先使用自动参数调整功能，必要时再手动调整。

事实上，自动增益调整也有选项设置，一般将控制响应分为几个等级，如高响应、中响应、低响应，用户可依据实际需求进行设置。

伺服驱动器8大参数设置摘要：在自动化设备中，经常用到伺服电机，特别是位置控制，大部分品牌的伺服电机都有位置控制功能，通过控制器发出脉冲来控制伺服电机运行，脉冲数对应转的角度，脉冲频率对应速度（与电子齿轮设定有关），当一个新的系统，参数不能工作时，首先设定位置增益，确保电机无噪音情况下，尽量设大些，转动惯量比也非常重要，可通过自学习设定的数来参考。

然后设定速度增益和速度积分时间，确保在低速运行时连续，位置精度受控即可。

并给出故障排查技巧。

一、伺服驱动器的8大参数设置：（1）位置比例增益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。

参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。

（2）位置前馈增益设定位置环的前馈增益。

设定值越大时，表示在任何频率的指令脉冲下，位置滞后量越小位置环的前馈增益大，控制系统的高速响应特性提高，但会使系统的位置不稳定，容易产生振荡。

不需要很高的响应特性时，本参数通常设为0表示范围：0~100% （3）速度比例增益设定速度调节器的比例增益。

设置值越大，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值情况确定。

一般情况下，负载惯量越大，设定值越大。

在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较大的值。

（4）速度积分常数设定速度调节器的积分时间常数。

设置值越小，积分速度越快。

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。

在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较小的值。

（5）速度反馈滤波因子设定速度反馈低通滤波器特性。

数值越大，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。

数值太大，造成响应变慢，可能会引起振荡。

数值越小，截止频率越高，速度反馈响应越快。

如果需要较高的速度响应，可以适当减小设定值。

（6）最大输出转矩设置设置伺服驱动器的内部转矩限制值。

2020三菱伺服增益调整方法及参数设置参数设置基于三菱MR-J系列伺服01.序文02.自动调整模式03响应性设定目录03.响应性设定content 04.手动调整模式三菱伺服增益调整方法及参数设置伺服放大器内置有实时自动调整功能，能实时地推断机械特性(负载惯量比并根据推断的结果自动设定最优的增益值利这个功能惯量比)，并根据推断的结果自动设定最优的增益值。

利用这个功能可以容易地调整伺服放大器的增益。

三菱伺服增益调整方法及参数设置(1) 自动调整模式1伺服放大器在出厂状态下设定为自动调整模式1。

在此模式下，伺服放大器实时推断机械的负载惯量比，自动设定最优的增益。

通过自动调整模式1自动调整的参数如下表所示。

三菱伺服增益调整方法及参数设置(2) 自动调整模式2自动调整模式2在自动调整模式1下不能进行正常的增益调整时使用。

此模式下由于不能进行负载惯量比的推断，所以请设定正确的负载惯量比(参数No.PB06)的值。

通过自动调整模式2自动调整的参数如下表所示。

三菱伺服增益调整方法及参数设置(3) 调整步骤①使伺服电机加减速运行，负载惯量比推断机构会根据伺服电机的电流和电机速度实时推断负载惯量比。

推断的结果被写入参数No.PB06(对伺服电机负载惯量比)。

这个结果可在伺服放大器设置软件的状态显示画面下确认。

②在已经知道负载惯量比的值和不能很好地进行推断时，设定为“自动调整模式2”(参数No.PA08：0002)，使负载惯量比的推断停止，请手动设定负载惯量比(参数No.PB06)。

三菱伺服增益调整方法及参数设置(3) 调整步骤③通过被设定的负载惯量比(参数No.PB06)的值和响应性(参数No.PA09)，根据内部的增益表，自动设定最适合的增益。

④电源接通后，每隔60分钟将自动调整的结果写入EEP-ROM中。

电源接通时，已经保存在EEP-ROM中的各增益值将作为自动调整的初始值。

三菱伺服增益调整方法及参数设置出厂时设定由于自动调整功能出厂时被设为有效，因此只要运行伺服电机就能自动地根据机械状况设定最优的增益值。

法格8055系统伺服增益参数1、位置控制单元伺服电机驱动必须设置位置增益参数Kpp，由于伺服驱动器位置控制单元采用比例控制系统，所以又称为位置比例增益参数。

调整位置比例增益参数又称为伺服电机刚性调整，Kpp参数设置越大，控制反应越迅速，称为刚性较硬，反之则称为刚性较软。

1.1位置比例增益参数的影响与调整评判标准KPP值设定越大，位置回路响应频率越高，对于位置命令的追随性越佳，位置误差量越小，定位整定时间越短，但是过大的设定会造成机台产生抖动或定位会有过冲（Overshoot）的现象，最终导致系统振荡而无法使用。

Kpp值的调整，实际上是介于快速与稳定性之间的取舍，系统产生振荡，Kpp就必须往回调整，使系统进入稳定状态。

调整Kpp值时需考虑下列因素：机构是否能接受较大的超调量；较短的上升时间并不表示能缩短稳定时间；Kpp值减少时，上升时间延长，需要较长的时间才能到达设置点，最大超调量减少，但并不一定表示系统稳定时间将延长；针对以上情况进行Kpp值的调整，求得的最短稳定时间即为最佳值，测量系统稳定时间需要适当的仪器，在无适当的仪器或工具进行辅助时，只能以人工进行调整及判断Kpp值是否适用。

1.2关于机构特性的影响影响定位效率的另一重要因素为机构特性（又称阻尼特性）。

在结构设计通常优先考虑功能及强度，因此机构特性通常很难或无法改变，故只能调整Kpp值配合机构特性。

机构设计不同时，机构特性必定不相同；即使结构相同，应用不同的安装方向也会产生不同的机构特性，进而产生不同的伺服系统参数。

2、速度控制单元速度控制单元实际上就是PID控制器的应用，调整PID控制器Kvp，Kvi，Kvt值，可使得伺服系统的速度控制性能符合要求。

PID相关知识点可参考：智能车PID控制学习笔记速度控制增益（KVP）本参数决定速度控制回路的应答性，KVP设越大速度回路响应频率越高，对于速度命令的追随性越佳，但是过大的设定容易引发机械共振。

 伺服电机的控制模式及增益调整第一部分：伺服电机的控制模式详解1. 转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的 地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现 为例如 10V 对应 5Nm 的话，当外部模拟量设定为 5V 时电机 轴输出为 2.5Nm:如果电机轴负载低于 2.5Nm 时电机正转，外 部负载等于 2.5Nm 时电机不转，大于 2.5Nm 时电机反转（通 常在有重力负载情况下产生） 可以通过即时的改变模拟量的 。

设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的 地址的数值来实现。

应用主要在对材质的受力有严格要求的 缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的 设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不 会随着缠绕半径的变化而改变。

2. 位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率 来确定转动速度的大小， 通过脉冲的个数来确定转动的角度， 也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。

由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一 般应用于定位装置。

3. 速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动 速度的控制，在有上位控制装置的外环 PID 控制时速度模式 也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位1 郑州力创自动化——专业食品包装机械制造商  置信号给上位反馈以做运算用。

位置模式也支持直接负载外 环检测位置信号， 此时的电机轴端的编码器只检测电机转速， 位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样 的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加整个系统 的定位精度。

4. 全闭环控制模式：全闭环控制是相对于半闭环控制而言的。

首先我们来了解下半闭环控制，半闭环是指数控系统或 PLC 发出速脉冲指令。

伺服接受指令，然后执行，在执行的过程 中，伺服本身的编码器进行位置反馈给伺服，伺服自己进行 偏差修正，伺服本身误差可避免，但是机械误差无法避免， 因为控制系统不知道实际的位置。

伺服电机增益调整的原理及方法伺服电机控制系统是现代自动化领域中常用的一种控制方式，可以实现精确的位置、速度和力矩控制。

在使用伺服电机时，通过调整其增益参数可以提高系统的性能和稳定性。

增益调整原理：伺服电机的增益调整是通过调整PID控制器的参数来实现的。

PID控制器是由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成的，通过对这三个参数的调整，可以达到对伺服电机的控制精度和稳定性的要求。

1.比例控制（P）：比例控制参数决定输出信号与输入信号的线性关系，若比例增益过大，则会导致输出信号波动较大，系统不稳定；若比例增益过小，则会导致输出信号不能快速响应输入信号的变化。

2.积分控制（I）：积分控制参数用来消除系统存在的稳态误差，积分增益越大，稳态误差越小；但是积分增益过大会导致系统产生过冲和震荡。

3.微分控制（D）：微分控制参数用于预测系统的未来状态，从而减小输出的超调量。

当微分增益较大时，系统对输入信号的快速变化会产生较大的干扰，导致输出信号不稳定。

增益调整方法：1.手动方法：在实际应用中，可以通过手动调整增益参数的方法进行调试。

首先选择一个适当的比例增益值，然后增加积分增益值以消除系统的稳态误差，最后适当增加微分增益值来提高系统的稳定性。

2. Ziegler-Nichols方法：这是一种经典的自整定方法，通过试探法来选择合适的增益参数。

首先将所有增益参数设为0，然后逐步增加比例增益，当系统发生震荡时记录比例增益的值，然后根据震荡周期计算出积分增益和微分增益。

这种方法相对简单，但需要进行多次试验来得到准确的结果。

3. 频域方法：通过对伺服电机系统进行频域分析，可以得到系统的频率响应曲线。

根据曲线的特性，可以选择合适的增益参数。

常用的频域分析方法有Bode图法、Nyquist图法和根轨迹法等。

这些方法需要较强的数学基础和系统理论知识。

总结：伺服电机增益调整是一个相对复杂的过程，需要根据实际应用情况和系统需求来进行选择。

伺服增益原理
伺服增益是指在控制系统中，为了调节系统的跟踪精度和稳定性，增加或改变系统的增益。

在伺服系统中，通过调整伺服增益可以改变系统的响应速度和稳定性。

伺服增益的调节原理是通过改变系统的输入信号和输出信号之间的比例关系来实现。

增加伺服增益可以提高系统的灵敏度，使系统对输入信号的变化更为敏感，响应速度更快。

降低伺服增益可以减小系统对输入信号的敏感度，降低震荡和不稳定性，提高系统的稳定性。

调节伺服增益时需要考虑系统的稳定边界和鲁棒性问题。

增加伺服增益会使系统更容易产生震荡和不稳定性，而降低伺服增益可能会降低系统的响应速度和跟踪精度。

因此，在调节伺服增益时需要在系统的稳定边界内进行，确保系统的稳定性和性能。

此外，伺服增益的调节还需要考虑系统的误差补偿和滤波等因素。

误差补偿可以通过调节伺服增益来实现，使系统能更好地跟踪所需的输出信号。

滤波可以用来抑制系统噪声和干扰，进一步提高系统的稳定性和精度。

总之，伺服增益的调节是控制系统设计中重要的一环，通过合理调节伺服增益可以实现系统的稳定性和性能要求。

在实际应用中，需要根据具体的系统要求和性能指标来进行伺服增益的选择和调节。