【学习笔记】伺服调试

二、伺服调试一般流程

①消除错误参数干扰，对于新机器或者遇到问题要准备优化参数的机器，建议先恢复出厂设置或后台检查一边参数
②负载的检查，查看负载是否处在可以被调试的状态。
③惯量辨识
④先用刚性表进行自动增益调整，一边调节刚性等级一边观察运行效果，可以满足绝大多数应用。
⑤手动调整以及共振抑制
如果自动调整效果不好，改用手动调整，微调相关增益，并采用包括共振抑制、增益切换在内的一些手段。
⑥最后根据反馈效果看看增加滤波，观测器等参数微调。

三、惯量辨识

1.    惯量/负载惯量比

①刚体对于旋转运动的惯性就是转动惯量，简称惯量,SI单位为kgm2 。
400W H1电机的惯量为27×10e-6 kgm2
400W H4电机的惯量为67×10e-6 kgm2
②负载惯量比定义为“外部机械的转动惯量/电机自身的转动惯量”，功能码是H0815。
如果电机轴上不连接任何负载，H0815应设为0.00
如果电机轴上连接一个同样的电机，H0815应设为1.00

2.    机械负载惯量比较大时，对伺服调试的不利影响

①固定增益下，负载惯量比越大，响应越慢；
②需要更高的电流以维持响应，容易产生过载；
③更容易产生机械共振，这会降低可用增益；
④电流容易饱和，降低伺服性能。

3.    惯量计算

3.1 手工计算

根据机械的类型和参数手工计算，优点是可以预估，便于选型；缺点是需要了解很多机械参数，计算复杂。

3.2 自动辨识

伺服驱动器通过快速的加减速运动自动辨识出惯量，方便且准确，但是有时候会受到机械的制约。

1）自动辨识要求：

a. 实际最高转速要高于150rpm；
b. 实际加速度在3000rpm/s以上；
c. 负载转矩比较稳定，不能剧烈变化；
d. 负载惯量低于120倍，如超过将只能显示120倍；
e. 机械刚性较高或传动机构背隙较小。

2）离线惯量辨识

①电机可运动行程要求

a. 在机械限位开关间有正反各1圈以上的运动行程
进行离线惯量辨识前，确保机械已安装限位开关，并保证电机有正反各1圈的运动行程，防止惯量辨识过程中发生超程。
b. 满足H09-09(完成单次惯量辨识需电机转动圈数)要求
查看当前惯量辨识最大速度（H09-06）、惯量辨识时加速至最大速度时间（H09-07）、以及完成惯量辨识所需电机转动圈数（H09-09）,确保电机在此停止位置的可运行行程大于H09-09的设定值，否则应适当减小H09-06或H09-07设置值，直到满足要求。

②预估负载惯量比H08-15数值

如果H08-15为默认值1，而实际负载惯量比大于30，可能会发生电机动作迟缓导致辨识失败。
a. 预置H08-15为一较大的初始值，预置值建议以5倍为起始值，逐步递增至辨识过程中面板显示值会随之更新为止。
b. 适当增大驱动器刚性等级（H09-01），使电机转速能够达到惯量辨识最大速度（H09-06）

③操作流程

④离线惯量辨识模式：分为正反三角波模式和JOG点动模式

⑤相关功能码

3）在线惯量辨识

①操作流程

②功能码

说明：H09-03设为1-3的区别在于负载惯量比（H08-15）的实时更新速度不同
a. H09-03=1；适用于实际负载惯量比几乎不会发生变化的场合，如机床、木雕机等。
b. H09-03=2；适用于负载惯量比会发生缓慢变化的场合。
c. H09-03=3；适用于负载惯量比会发生快速变化的场合，如搬运机械手等。

4.    不同的负载惯量比适合的应用场合

①在要求高响应、高精度的场合，惯量比要控制在5倍以下，最高不要超过10倍，如雕铣机、绘图机等；
②对精度、动态响应有一定要求的场合，惯量比要在10倍到30倍之间；
③超过30倍，一般来说都比较难调整，难以进行轨迹控制，只适用于要求低的点到点控制和一些旋转运动的机构，加减速时间不能太短。

5.    注意点

①对一批机器只需辨识一次;
同一批机器，可以认为机械一致性很好，因此在一台机器的不同轴上辨识的惯量可以复制到其它机器上，而不用每台都辨识。
②要多次辨识取平均值，以提高准确度;
用H0d02，多次辨识后面板显示的结果趋于稳定，这时可以认为是准确值。
③快速、大幅度的动作虽然有利于惯量辨识，但是要考虑机械的承受能力和安全；
④使用在线惯量辨识时如果初始惯量值很小而实际惯量又很大，初始几次运动有可能发生振动，需要进行小幅点动；
⑤只需给H0815设置大致的数值;
虽然辨识的值有小数点后边两位，但是设置时无需这么精确。比如多次辨识的结果是5.64，设置为5.00或者6.00都不会有明显差异。
⑥可以调整惯量值以达到调整速度环增益的效果，不必一定要设置成真实的惯量比。
速度环比例增益×转动惯量比×速度偏差=转矩指令(忽视积分作用的条件下）