中文ACS CM调试

ACS调试
通讯设置
串口通讯
1.打开SPiiPlus MMI Communication 对话框. 选择串口, 通道号码和自动波特率.
2.通讯建立之后，主控制屏上的指示灯变绿，固件窗口显示了固件版本，通讯通道被使用，
停止程序和电机控制(大的红白按钮)显示在屏幕上
以太网通讯
SPiiPlus CM 拥有标准的以太网通讯.以太网通讯基于10/100BaseT TCP/IP 协议(10/100Mbit/second) ，可以以两种配置实施:
点到点通讯—使用一根交叉电缆
经由网络–使用一根标准的以太网电缆
Controller
Host
Terminator Terminator
1.点到点通讯连接
点到点连接需要一根特殊的双绞以太网电缆。

这和网络连接中用到的电缆不同.
1)使用一根10/100BASE-T 交叉电缆
2)在Configurator, Communication Parameters 对话框中设置TCP/IP地址(出厂默认值为10.0.0.100).
3)打开SPiiPlus MMI,Communication窗口.选择Ethernet
4)输入在控制器中配置的TCP/IP地址
5)打开TCP/IP Properties 对话框(不同的操作系统呈现的外观不同):
Server
Controller
Node
Node
6)在IP 地址栏中输入数字10.0.0.101 (出厂默认) ，在子网掩码栏中输入255.255.255.0
7)按如下顺序设置其它标签(推荐):
WINS Configuration: 使WINS 分辨率无效
Gateway: 清除所有已安装的通道
DNS Configuration: 使DNS无效
8)重启主机使设置生效
9)打开SPiiPlus MMI,Communication窗口. 选择Ethernet
10)输入在控制器中配置的TCP/IP地址
11)在Connection Parameters 窗口中选择Point to point
12)点击Connect.通讯建立之后，主控制屏上的指示灯变绿，固件窗口显示了固件版本，通讯通道被使用，停止程止和电机控制(大的红白按钮)显示在屏幕上
2.以太网网络通讯连接
如果主机已经连接到一个局域网，配置控制器连接至相同的网络.
1)在控制器以太网插头和网络插头之间连接一根10/100BASE-T 的穿越电缆.
2)在SPiiPlus MMI Configurator Communication Parameters 对话框中设置TCP/IP地址
(出厂默认值为10.0.0.100).
3)打开SPiiPlus MMI, Communication 窗口. 选择Ethernet.
4)输入在控制器中配置的TCP/IP 地址。

地址必须由网络管理人员保留.
5)在Connection Parameters 窗口中选择Network
6)点击Connect。

通讯建立之后，主控制屏上的指示灯变绿，固件窗口显示了固件版本，
通讯通道被使用，停止程序和电机控制(大的红白按钮)显示在屏幕上
7)选择Remote Computer，可以通过远程主机建立通讯，远程计算机的通讯参数如下：
轴配置
1.点击Setup->Adjuster，出现以下窗口
点击Axis Setup
1)General :定义轴是单回路还是双回路；确认编码器因子EFAC 和最大速度XVEL(这两个参数都是默认的，不能更改。

分别为1和2000000)
2)Drive :定义驱动器的名字；在下拉菜单中选择驱动器的型号；设定驱动器的总线电压、标称电流、峰值电流(参考驱动器手册)
当控制器中包含控制卡和驱动的时候，选择控制器换向
仅仅是控制卡，使用外部驱动的时候，选择驱动器换向。

3)Motor:定义电机的名字、物理结构(旋转电机/直线电机)、类型以及标称电流。

4)Position Feedback:定义编码器的名字、拓扑结构(直线/旋
转)、类型、编码器频率、分辨率线数等相关参数。

5) Velocity Feedback ：速度反馈只有在双回路的情况下才有效。

定义拓扑结构(旋转/直线)、类型等相关参数
全部设置完成后点击Calculate Parameters and Close 2.点击Setup->Configuration ，出现如下窗口:
选择需要配置的轴。

定义该轴的用户单位EFAC 。

SPiiPlus 控制器可以以用户自定义的单位进行控制，默认的用户单位是反馈的分辨率。

EFAC 用来控制每个轴运动的单位，可以是毫米、毫米/秒、角度、角度/秒，英尺等。

倍频
反馈分辨率用户单位
*
EFAC
例如:
反馈分辨率：2000 lines/ rotation(旋转电机) 内部倍频：X4
用户单位：360度/圈
EFAC=360/(2000*4)=0.045
还需设置电机的速度、加/减速度、Jerk(一般为加/减速度的10倍)、Kill减速度(一般为加/减速度的5倍)、最大速度等。

3.点击Setup->Adjuster->Safety Parameters,出现以下窗口：
其中SAFINI定义了哪种输入信号意味着出现错误；选中FMASK可以探测错误；FDEF使默认的错误响应有效；FAULT一列中如果出现红灯，说明有错误。

确认左右限位的开关逻辑，轴没有到达限位时FAULT灯是绿色的，开关没有被激活；当轴到达限位，开关被激活，FAULT的灯变成红色。

建议选择所有的电机错误，通过选择FDEF和FMASK，可以用一个默认的响应来激活所有电机错误。

RMS(XRMS)(%)的设定：XRMS等于电机持续电流与驱动器峰值电流的比值。

Motion(XCURV)(%)的设定：XCURV等于电机峰值电流与驱动器峰值电流的比值。

Idle(XCURI)(%)的设定：XCURI要小于XRMS和XCURV的值。

4.开环调整
点击Setup->Adjuster->Open loop Verification 阿
电机使能，拖动蓝色滑块，调整电流方向和电机运动方向一致。

(电流为正，电机往正向移动；电流为负，电机往负向运动)
5.电流环调整
Setup->Adjuster->Current loop Adjustment
1)将比例增益(SLIKP)设置为0
2)将积分增益(SLIKI)设置为100
3)点击Scope Autoset打开示波器
4)增加比例增益，直到响应波形接近方波，并且出现小的超调(如图所示)
6.对于无刷电机来说，换向由控制器来完成。

换向的目的是为了确定电机磁场与转子位置
之间的关系
Excitation Current:根据系统摩擦和有效负载定义的电流值，一般为XRMS的95% Search Velocity:定义换向过程的速度，建议设置为每秒1/5到1个磁极距
7.速度换&位置环的调整
Setup->Adjuster->Position & Velocity Loops
点击Velocity Turning开始速度环调整
1)在Period中设置电机的运动时间(距离)
2)设置Low Pass Filter Bandwidth为650Hz
3)将积分增益(SLVKI)设置为0
4)将速度增益(SLVKP)设置为100
5)将积分限制(SLVLI)设置为50%
6)确认速度是最大速度的10%
7)点击Scope Autoset打开示波器
8)点击Enable使能电机，点击Run电机开始运动
9)成倍的增加速度增益(SLVKP)直到响应波形接近方波，并且出现小的超调
10)增加积分增益(SLVKI)直道得到一个10%到20%的狭窄的超调
11)积分带宽(Integrator Bandwidth)不能超过50Hz，Integrator Bandwidth= Integrator
Gain/20
速度环理想波形
点击Position Loop Tuning开始位置环的调试
1)选择运动方式:两点之间、正向、负向
2)定义运动的第一点和第二点
3)将速度、加速度、减速度设置为要求的最大值的50%
4)点击Scope Autoset打开示波器
5)点击Enable使能电机，点击Run电机开始运动
6)增加位置增益(SLPKP)，减小在加速和减速过程中的位置误差
7)设置加速度前馈:SLAFF=(2^16 x 10^7 x EFAC / ACC)x0.1
增加加速度前馈的值直到得到理想的位置误差
8)调整速度增益(SLVKP)、积分增益(SLVKI)、低通滤波器带宽(SLVSOF)，得到最理想的
调整结果
9)可以使用陷波滤波器来改善调试结果
10)调试完成后，点击Adjuster菜单中的Save to Flash将参数保存进CM的闪存中。

速度环调试结果
8.FRF频率响应分析器
打开主面板上的Motion Manager窗口
在这里设置要求的运动距离、速度(一般为要求速度的80%)、加速度、减速度、等待时间等，手动将电机移动到原点，将反馈位置清零，使能电机，点击Start使电机开始运动。

点击Tools->FRF Analyzer打开频率响应分析器
点击Start Measure，进行测量之前的设定
测量频率设置在10Hz到3000Hz之间，电流设置成越小越好，只要能驱动就行。

点击Start Measure，开始测量系统的频率响应
测量完成以后，出现以下图形：
图中两条曲线就是系统开环传递函数的伯德图，上面一条是对数幅频特性曲线，下面一条是对数相频特性曲线。

在这图中需要分析截止频率点和穿越频率点的特性。

截止频率即为幅频曲线穿越0dB时，相频曲线的相角裕度(距离-180度的余量)；穿越频率为相频曲线穿越-180度时，幅频曲线的幅值裕度(距离0dB的余量)。

点击图中截止频率可以看到详细的参数,如下图所示：
从图中可以看到相频曲线穿越0dB时的频率(截止频率)为193.9Hz，相角裕度为42.3度。

在这里，要求截止频率越靠后越好，同时相角裕度要大于30度(系统稳定)。

如果不满足要求，可以通过调整位置增益(SLPKP)、速度增益(SLVKP)、积分增益(SLVKI)、增加二阶和陷波滤波器等方法来获得理想的结果。

点击图中的穿越频率，可以看到详细的信息，如下图所示
从图中可以看出，相频曲线穿越-180度时的频率为665.2Hz，增益为-20.5dB，增益裕度为20.5Hz。

这里要求增益裕度大于10dB时，系统稳定。

如果不满足要求，可以通过调整位置增益(SLPKP)、速度增益(SLVKP)、积分增益(SLVKI)、增加二阶和陷波滤波器等方法来获得理想的结果。

设计完成以后，再次进行测量，直到满足要求为止。

频率响应函数分析完成以后，回到前面的位置环调整，查看进行设计以后的位置环参数(比如位置误差)是否符合应用的要求。