伺服PID怎么进行调试的？

  设备说明：
伺服驱动器：松下伺服驱动器A6-BE系列。
伺服电机：松下伺服电机。
应用场景：6自由度串联机器人（0.75kw-0.25kw) 、5自由度混联机器人(5kw-0.75kw) 下的伺服调试。

  一、伺服控制的基本原理：（简单提一下，后续还会详细解释）






1、首先是电流环：

此环完全在伺服驱动器内部进行，通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流，负反馈给电流的设定进行PID调节，从而达到输出电流尽量接近等于设定电流，电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。
2、第二环是速度环：

通过检测的伺服电机编码器的信号来进行负反馈 PID 调节，它的环内 PID 输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包合了速度环和电流环，换句话说任何形式都必须使用电流环，电流环是控制的根本，在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流（转矩）的控制以达到对速度和位置的相应控制。
3、第三环是位置环：

它是最外环，可认在驱动器和伺服电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建，要根据实际情况来定。由于位置控制环内部输出就是速度环的设定，位置控制模式下系统进行了所有 3 个环的运算，此时的系统运算量最大，动态响应速度也最慢。
二、主电路配线图（只适用于松下伺服）






三、位置模式控制电路接线图（只适用于松下伺服）






四、初始参数设定（只适用于松下伺服）

• 将编码器模式选择为绝对式：松下驱动器设定为（pr0.15）
  
• 滤波器和二自由度模式：需要根据驱动器厂家给定的参数进行默认设置。
  
  
  
  
  
  • 以松下A6-BE系列伺服驱动器为例：
    调整前pr2.22和pr2.23要根据下表要求预先设定，另外pr6.47设置为9时，松下为专门为串联机械手设置的二自由度模式就启用了，此模式能减小位置偏差。
    
    
  
  

• 对象编辑器参数设定：
  
  
  
  
  
  • 确定好一圈对应的脉冲指令数。
    
  • 确定好急停减速脉冲指令数。（否则急停拍下之后不能马上停止比较危险 ！）
    
  • 举个栗子（以松下伺服驱动器为例）：
    将 6083h，6084h，6085h均在原有基础扩大1000倍，原有的默认参数下，机器人拍下急停动作不能立即停止。
    原因分析：机器人驱动器pr0.11设置电机每转一圈输出脉冲数为131072，假定机器人动作过程中电机转速为3000r/min(50r/s),每秒对应6553600脉冲，急停减速度是1000000脉冲/s^2,则从拍下急停到电机停止需要6.5秒。这显然不可接受，将6085h扩大1000倍之后，时间就变成了6.5ms
    
    
  
  

五、伺服调整的目的：






六、伺服调整的步骤：建议按顺序进行 ！






七、实时自动增益调整：

一 、实时自动增益调整（原理）：

• 实时自动增益调整的时候，伺服电机将实时推断机械的负载特性，
  并依据该结果自动进行对应刚性参数的基本增益设定和磨檫补偿。
  
  
  
  
  
  

二、实时自动增益调整（操作）：






三、自适应滤波器调整（操作）






八、手动增益调整：（后面会出一篇文章专门结合波形图来分析一下这些参数影响给大家进行详细分析）

• 速度环增益调整的速度曲线（减小波动和振动幅度）
  
• 位置环增益调整的位置曲线（减小波动和振动幅度）
  
• 速度前馈时间常数增益调整的是转矩指令曲线（减小波动和振动幅度）
  
• 速度前馈滤波器影响的是 转矩指令 （增大会使指令更加平滑）
  
• 速度前馈增益影响的是指令位置偏差（这个需要自己去试验）
  
  

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6. 指令位置偏差过大的原因（位置偏差脉冲超过位置偏差过大设定时出现的异常）

• 确认转矩是否饱和
  
  
  
  • 偏差过大转矩指令不饱和时 ，需要调整增益。
    
  • 使用转矩限制，若指令转矩被限制，试着将（第一转矩限制）
    第一转矩限制的设定值变更到转矩指令值所允许的范围内。
    
    
  
  
• 出现跟随误差震荡，波动明显，表示刚性设置过大，主要是位置环增益设置过大，同时电机可能伴有嗡嗡声。
  
  

九、如果还是不能解决请联系厂家（2333…）

十、 伺服调试经验总结：

• 刚性调整的话需要认真注意：
     由于伺服刚性是一个综合的概念，是对应机械刚性而方便理解而认为定义的一个参数，其实对应着一组参数的集合，高的伺服刚性意味着高的响应性，跟随性，但也意味着振动会变大。因此需要注意的是，伺服刚性调整之后，原先所设置的自适应滤波环节需要回归初始设定，否则会起到干扰的作用，反而引发振动。
     此外，需要注意的是，六个轴的刚性不可能是一致，所以单轴调试时，所能达到的伺服刚性也不一致，为了保证六个轴的响应度一致，六轴中刚度最低的轴的伺服刚度设置值对应就是其余各轴的一个调整基准，各个轴可微调位置增益和速度增益，但是不能偏离这个基准过多。
  
• 一定要先使能后松开抱闸减少因为溜车引起设备的损坏