松下A4系列伺服增益调整

根据②声音变得均等了。）
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实时自动调整功能
振动抑制 滤波器 (自动计算)
内控文件
位置指令
＋ －
比例 增益 位置控制
＋ －
比例 增益 积分 增益
＋ ＋
转矩滤 波器
装置 (含电机)
速度控制
惯量推定 (自动计算)
驱动器 快 多种用途对应 定位用 （水平轴） 慢 只设定刚性 （16等级） Pr.22 定位用 （升降轴） 轨迹控制用
350 速度応答設定[Hz] 300 250 200 150 100 50 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 剛性設定
未使用
初期值 76Hz
③参数设定 （刚性）
初期值 35Hz（小型）
线性尺度10等级
对数尺度16等级
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（教材的表1）
无调整化 实时AT的增益设定一览表
位置指令
内控文件
MINAS A4
惯量 J
＋ －
比例 增益 位置控制
பைடு நூலகம்
＋ －
比例 增益 积分 增益
＋ ＋
转矩滤 波器
振动抑制 滤波器
装置 (含电机)
速度控制
驱动器
装置的惯量…
J
速度响应频率… ωｖ 速度响应频率由用户调整
速度比例增益＝J×ωｖ 速度积分增益＝J×ωｖ2×(1/6~1/4) 位置比例增益＝ωｖ/4 转矩滤波器＝ωｖ×(4~10)
内控文件
Z- axis 1 07 305 170 5 0 25 0 80 0 2 0
Pr20通过自动调整推测。然后让Pr22的刚性变化，以确定Pr11， 其他的增益大致由以下关系式自动地决定： Pr10=Pr11×1.8、Pr12＝(500~900)／Pr11 (750较好) Pr14=2270／Pr11 (最小值=25)
如果知道惯量，根据控制理论动作稳定的增益设定可能
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惯量比不一致时… RT的刚性4的参数设定
内控文件 真实的Pr.20=1800 被设定为Pr.20=100
有增益切换时
无增益切换时
(参考)真的惯量比设定时
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实时自动调整（RT-AT）的增益
旧产品(A) 未使用 ・只有第一增益 （动作时和停止时增益 ①增益切换 相同） 速度PI控制 ②前馈
输入脉冲单位 Ｐｒ．４８ ×２ Ｐｒ．４Ａ 编码器脉冲单位
Ｐｒ．４Ｂ 输入脉冲数／1转
2．Real time auto tuning …装置的惯量的推定。刚性调整。（详细后述） 3．与装置相配的Parameter变更 …为了适合装置的动作的控制。 （详细后述）
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X轴 调整步骤 2 (Real time auto tuning) Pr.21 = 1 (X轴、Y轴) = 4 (Z轴) Z轴 Y轴
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设定限界以下的値。
2．实时自动调整(RAT)注意事项
内控文件
○原点复归动作时请设定Pr.21=0。 （由于速度快时J推定精度好，原点复归时RAT希望不要实施。） 在使之往复动作之前，请设定水平轴(X轴、Y轴)Pr.21=1、垂直轴(Z轴)Pr.21=4。 （想快速推定惯量比的场合，设水平轴Pr.21=2、垂直轴Pr.21=5。） ○请对各轴分别进行往复动作。 （动作图形条件参照下图。动作方向再切替时希望有1秒左右的停止时间。） ○请使之往复几次，确认惯量比推定值稳定。 （可通过Pr.20确认惯量比推定值。） ○ 慢慢提高Pr.22，动作出现噪音和起振时请减小Pr.22。 （声音和振动周期短(300ms以内)的情况，根据适应滤波器自动地写入，声音和振动被降低 了(这种情况下，0以外的数字将进入Pr.2F)这时刚性得已提高。）出现声音和振动的值就是 刚性的临界值。 请在临界值以下设定Pr.22。 如果象雕刻机一样控制轨迹的场合，最好将各轴Pr.22设成相同的值。 ○进入Pr.2F的数值在45以上时，控制上存在不稳定的情况。这时请设定Pr.23=0(自适应滤波 器无效)。
Pr.22刚性在临界点以下的值变更，有增益裕量以提高稳定性。 （基本上对于CP动作，最好将全轴的刚性值设为一致。） ※如果有残留的线痕，可简单地参考①、②的对策。 ①请试着提高增益。 （一旦Pr.21=1再变更为4，增大Pr.22，增益提高后，停止自动调整 进行Pr.21=0, Pr.23=2, Pr.30=0等的变更。） ②Pr15（速度FF）在300~500程度加入，对指令的跟随性变好。增益没必要 设得过高，这样稳定性增加。如果增益裕量变小的话，请将Pr15增大100左 右。（球面加工时Z轴下降与上升时的声音的差异是存在大的位置偏差。进行①时，
速度： 100[r/min]以上
＜推荐速度指令波形＞
加速度:2000[r/min]，1[s]以下
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调整步骤
3 （与装置相配的Parameter变更）
内控文件
Pr.21 = 0 （惯量比、增益的固定） Pr.23 = 2 （自适应滤波器的固定） Pr.30 = 0 （只有第1增益动作） 雕刻 …正确进行轨迹(CP动作)控制有必要。
2自由度 控制器 自动 频率调整 振动抑制 滤波器 转矩 控制
负载
马达
滤波器 无效 滤波器频率 滤波器搜集 时间50ms
适应型 振动抑制滤波器 速度
他社比较
松下A4 M社J3 Y社ΣⅢ
对应振动频率范围宽(~1500Hz) 适应动作的快速搜集结束(理论上的)
◎
△
×
22 无此功能
収束短时间 试验动作必要 （50ms） (2~10秒钟声音)
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来自上位控制器的位置指令周期和Pr.4D(FIR滤波器)设定
来自上位的位置指令
位置 指令 (可用 panaterm测定：1ms周期的情况) 由于只是这时位置指令変化很大， 转矩发生了突变。为此，转矩每 1ms发生一次突变，就象发生了频 率为1kHz的机械振动。
内控文件
下面是Pr4E=5的例子 ①来自上位的60个脉冲的指令的场合 速度控制周期象被Pr4E的FIR滤波器分割成了6等份， 每份有10个脉冲进入。这样速度指令变光滑了，转矩 变化也光滑起来。 ②例如，从上位输入一个62脉冲/1ms的匀速指令时。 进入每个速度控制周期的指令象处理为10，10，11， 10，10，11个脉冲。 速度控制周期 每个速度控制周期进入10个脉冲与11个脉冲，就象被 １６６μｓｅｃ (来自上位的指令的1/6) 处理成不同的指令速度一样。因此，原本恒定的速度 指令接收时发生了突变，转矩也发生了突变。
MINAS A4的开发理念
内控文件
MINAS A4系列
目标
业界NO.1的小型化、高性能化及易操作
内控文件
增益调整难吗?
能够简单地调整客户高兴、自己也高兴。大家的幸事！
基本用实时自动调整对应可能。 (并且想充实的情况有理论的知识就好了。)
2
何谓好的控制？ ①稳定性
不发生振动及持续性振荡
输出
内控文件
速度応答設定[Hz] 350 300 250 200 150 100 50 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 剛性設定
内控文件
开发品(A4) 使用(Pr.21=1~6) 第一增益(停止时) 第二增益(动作时) 位置增益低 ⇔ 位置增益高 速度PI控制 速度P控制 未使用 ・只有第一增益 使用(30%)
③过渡特性
响应性和阻尼性好
输出
× × ○
时间
阻尼性× ○
响应性×
时间
②固定特性
目标值与输出相符
输出
× ○ ×
时间
（低通性） 以上3个特性，针对负载、 外部扰动及环境的变化， 无巨大变化情况(强大的)。
3
内控文件
具体的调整例
4
内控文件
北京精雕科技有限公司
殿
『调整次序和MINAS-A4的介绍』
松下電器産業株式会社
停止时 位置增益 动作时 位置增益 速度 环增益 速度积分 转矩滤波器 时间常数 时间常数
内控文件
速度 前馈
16个阶段的增益变更。 刚性大⇒增益大
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6. 惯量推定
使用最小2乘法推定
内控文件
MINAS A4
转矩τ=加速度a×惯量J＋摩擦Td
近似倾斜的直线
原来 只用推定数据的数值 来判断推定值 MINAS-A4 用加速和减速时两方面的数据 来判断推定值
Pr.4D=0 的场合
上位系统的指令 1ms 扫描周期 位置 指令
光滑的脉冲输入进 入每个控制周期
Pr.4D=5 的场合
1个速度控制周期10个脉冲(假设上位指令1000p/rev)输 入时的速度指令是 10：每速度控制周期的脉冲 1000：1转所需的上位脉冲数 6000：速度控制周期的倒数 60：变换成每分钟的转速(rpm) 10／1000×6000×60=3600rpm 输入11个脉冲的场合是3960rpm 即，即使上位机发出一恒定的速度指令，各速度控制 周期收到的也有3600rpm的与3960rpm的速度指令 (360rpm的速度指令変化)。
共振频率…根据装置的不同而有差异 因动作位置変化、经年变化
手动设定 对应不可能
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自动调整振动抑制滤波器的开发
内控文件
电机
运动物体
（例） 马达 联轴器 滚珠丝杠
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8. 适应型振动抑制滤波器
振动发生
内控文件
MINAS A4
对振动频率自动调整滤波器
下一次稳定动作 速度 与实际 振动频 率一致 快速 抑制 振动
转矩τ 错了的推定
黑：马达速度 红：加速度 蓝：转矩
Ａ
Ｂ
正确的推定
Ｂ
Ａ
加速度ａ 19
可靠性良好的惯量推定可能
7. 振动抑制滤波器的自动调整