伺服系統的PID原理

PID，即Proportion（比例）、Integral（積分）Derivative（微分）三個單詞首字母的縮寫。

在工業應用中，PID及其衍生算法是應用較多的算法之一，如果能夠熟練掌握PID算法的設計與實現過程，對于一般的研發人員來講，可以足夠應對一般的研發問題。

   閉環控制”技術是基于反饋的概念，在閉環控制中，我們把它叫做“PID控制器”。在控制算法當中，PID控制算法是簡單且能體現反饋思想的控制算法，也是經典的。

該系統由模擬 PID 控制器和被控對象組成， r(t) 是給定值， y(t) 是系統的實際輸出值，給定值與實際輸出值構成控制偏差e(t) = r(t) ? y(t)

e(t)為PID控制的輸入，u(t)看作為PID控制器的輸出和被控對象的輸入。若定義u(t)為控制輸出，PID算法可用下式表示：

其中：Kp：比例增益，是調適參數Ki：積分增益，也是調適參數Kd：微分增益，也是調適參數e：誤差=設定值（SP）-回授值（PV）t：目前時間

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伺服電機與步進電機低頻特性不同

步進電機在低速時易出現低頻振動現象。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關，一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進電機工作在低速時，一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現象，比如在電機上加阻尼器，或驅動器上采用細分技術等。交流伺服電機運轉非常平穩，即使在低速時也不會出現振動現象。交流伺服系統具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統內部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機械的共振點，便于系統調整。 龍港市追剪電機批發溫州坤格自動化科技有限公司為您提供 伺服電機，有需求可以來電咨詢！

在飛剪機構中，為了實現兩個伺服電機的同步，通常會采用以下方式：使用編碼器反饋：編碼器是一種能夠測量電機轉動角度和方向的設備，可以將電機的實際位置信息反饋給控制系統。在飛剪機構中，可以在兩個伺服電機上分別安裝編碼器，并將它們用同軸電纜連接起來。通過控制器對編碼器信號進行分析和處理，可以實現兩個電機的同步運轉。采用主從控制方式：在這種方式下，一臺伺服電機被設置為主電機，另一臺伺服電機被設置為從電機。主電機通過編碼器或其他傳感器測量位置信息，并將這些信息發送給從電機。從電機接收到位置信息后，通過控制算法實現同步運行。

臺達永磁同步電機驅動系統介紹

1.高效率：永磁同步電機具有高效率，轉子上無感應電流，轉子無熱損耗，采用高性能硅鋼片，降低鐵損耗。相比傳統的感應電機，損耗降低60%，綜合節能上限達10%?對比異步機不同負載均有高效率。

2.高功率密度：永磁同步電機具有較高的功率密度，體積小、重量輕，適合在有限空間內安裝和應用。較異步電機減小1~2框號?比傳統異步電機體積減小1/3?重量減輕40%

3.高速響應：永磁同步電機具有快速的響應特性，能夠在負載80%條件下，可在0.4S達到額定轉速。適用于需要高動態性能的應用場景。

4.寬工作范圍：永磁同步電機具有較寬的工作范圍，不同轉速下均可輸出150%以上負載，50%額定速度下，對175%沖擊負載有10%速度瞬間波動，能夠在不同負載條件下保持穩定的性能。

5.低噪音和振動：永磁同步電機的結構緊湊，轉子和定子之間無接觸，因此噪音和振動較低，適用于對噪音和振動要求較高的應用。

6.高精度控制：永磁同步電機具有較高的控制精度，能夠實現精確的位置、速度和扭矩控制，適用于需要高精度控制的應用。以上是臺達永磁同步電機的一些特點，這些特點使得永磁同步電機在工業自動化、機械傳動等領域得到廣泛應用。

7.無稀土更環保。

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交流伺服電動機

交流伺服電動機定子的構造基本上與電容分相式單相異步電動機相似.其定子上裝有兩個位置互差90°的繞組，一個是勵磁繞組Rf，它始終接在交流電壓Uf上；另一個是控制繞組L，聯接控制信號電壓Uc。所以交流伺服電動機又稱兩個伺服電動機。交流伺服電動機的轉子通常做成鼠籠式，但為了使伺服電動機具有較寬的調速范圍、線性的機械特性，無"自轉"現象和快速響應的性能，它與普通電動機相比，應具有轉子電阻大和轉動慣量小這兩個特點。應用較多的轉子結構有兩種形式：一種是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉子，為了減小轉子的轉動慣量，轉子做得細長；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉子，杯壁很薄，0.2-0.3mm，為了減小磁路的磁阻，要在空心杯形轉子內放置固定的內定子.空心杯形轉子的轉動慣量很小，反應迅速，而且運轉平穩，因此被采用。交流伺服電動機在沒有控制電壓時，定子內只有勵磁繞組產生的脈動磁場，轉子靜止不動。當有控制電壓時，定子內便產生一個旋轉磁場，轉子沿旋轉磁場的方向旋轉，在負載恒定的情況下，電動機的轉速隨控制電壓的大小而變化，當控制電壓的相位相反時，伺服電動機將反轉。 伺服電機常見故障，及解決方案。蒼南追剪電機報價

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    而慣量描述的是物體運動的慣性，轉動慣量是物體繞軸轉動慣性的度量。轉動慣量只跟轉動半徑和物體質量有關。一般負載慣量超過電機轉子慣量的10倍，可以認為慣量較大。導軌和絲杠的轉動慣量對伺服電機傳動系統的剛性影響很大，固定增益下，轉動慣量越大，剛性越大，越易引起電機抖動；轉動慣量越小，剛性越小，電機越不易抖動。可通過更換較小直徑的導軌和絲桿減小轉動慣量從而減小負載慣量來達到電機不抖動。我們知道通常在伺服系統選型時，除考慮電機的扭矩和額定速度等等參數外，我們還需要先計算得知機械系統換算到電機軸的慣量，再根據機械的實際動作要求及加工件質量要求來具體選擇具有合適慣量大小的電機。

    在調試時（手動模式下），正確設定慣量比參數是充分發揮機械及伺服系統效能的前提。那到底什么是“慣量匹配”呢？其實也不難理解，根據牛二定律：進給系統所需力矩=系統轉動慣量J×角加速度θ角加速度θ影響系統的動態特性，θ越小則由控制器發出指令到系統執行完畢的時間越長，系統反應越慢。如果θ變化，則系統反應將忽快忽慢，影響加工精度。伺服電機選定后極限大輸出值不變，如果希望θ的變化小，則J就應該盡量小。

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