伺服电机的0速抖动

风声1923

最近在测试几款国产驱动器的性能，工作在速度模式，使能，0速时，转子会出现肉眼可见的抖动，低增益时，频率在30~50Hz,幅值+-8rpm左右，高增益时，频率在100~120左右，加上转矩负载并无改善。

电机轴直连一个3倍的惯量盘，从连接刚度来看，谐振频率不可能是30~50Hz，而且，谐振频率在另一高性能驱动器上测量到的是450Hz左右.

电机的位置/速度反馈装置是旋转变压器，驱动器上的A/D转换精度都是12 Bits，也就是4096 pulse/r.

我的判断是，发生这种抖动是死区或延时效应造成的，可能是速度反馈的分辨率、速度，或是速度环的迭代频率，造成了0速时的这种现象。

这样从下面图片中采集的线电流可以看出，速度环通过电流环修正速度误差的频率大概是120Hz.

就像是，要保持一个球的位置变，发现位置有偏差，推一把，过一段时间去看，推远了，赶紧拉一把，再看，又拉近了，又得推，如此往复。

造成这种往复的原因就是“过一段时间才去看”，这段时间太长了。

抖动时的U相线电流，大概+-5A

迷茫的维修

我经常遇到，伺服电机在抖，其实没转。

我还遇到伺服电机在转的时候，有拖拉机的声音，
刚开始一直以为是机械故障，后来改了加速度增益，就好了

风声1923

迷茫的维修 发表于 2020-6-23 17:34
我经常遇到，伺服电机在抖，其实没转。

我还遇到伺服电机在转的时候，有拖拉机的声音，

我遇到过的几种抖动：

1、系统的谐振，频率一般几百到上千Hz，这跟惯量比和连接刚度有关。听起来像牛叫，降低增益、添加陷波滤波能解决。

2、反馈装置的噪音，比如旋变，模拟量的，大量噪声，经过闭环的放大，反应到电机上，就像干摩擦的声音。一般是低通滤波能解决，滤波加在电流环前，加在速度反馈上会有延时，影响动态性能。

3、还有就是上面提到的抖动，低频、没声音，肉眼可见。目前正在和厂家协商解决。

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谐振是激起来的，不需要输入很大能量，有时外界其它干扰也能激荡起来，此时，是拖着电机的，但会衰减，而输入的能量大，就会扭振而破坏，

这就要分析阶数，

engine

位置模式抖动会小一些甚至不可察觉，速度模式必然有抖动，看怎么抑制了，这是由原理决定的，高动态低稳态

...

大侠，我这个，是在0速时，有个明显的抖动，不知要怎么办
台达A3，现在只是调整到抖动肉眼下基本感觉不到，实际还是存在。
4个重复的动作，其中两个有抖动，两个没有，目前没找到问题所在。

螺旋线

速度模式。位置指令和反馈是什么方式？
两套伺服的配置只是驱动器的不同还是连电机都不同？
一般，速度模式会有一个零速箝位。给定指令在小于设定值时，驱动会无视给定，内部位置模式可以将误差控制在1脉冲内，就不会出现肉眼可见抖动。
遇到过不带载摆动的，带载就好了，原因是伺服参数是带载整定的。
也遇到过用低的电流环采样不振反而高的采样振的，测量机械特性，加滤波解决。
越是高端的驱动，可调节的东西越多，尤其是要调高动态的时候。

风声1923

螺旋线 发表于 2020-6-24 09:19
速度模式。位置指令和反馈是什么方式？
两套伺服的配置只是驱动器的不同还是连电机都不同？
一般，速度模式 ...

像大侠说的，我也观察到了，在速度模式在0速时有钳位功能，加上外界负载，电机轴会转动一定角度，撤去负载，又转回原位了。

速度和位置的反馈都是旋转变压器，2极的，单圈绝对式。

是两套不同的驱动器，驱动相同的电机和负载，都在线识别过电机参数。

下图是国产驱动器软件测量到的速度反馈抖动， 频率30-60左右，肉眼可见。另外可以看到，速度反馈不抖动时非常平滑，就是一条直线，我怀疑它可能忽略掉了低速时的小信号，当超过一定阀值才采样。





下图是外国驱动器在线测量的速度频响的Bode图，谐振频率450Hz,  远高于上面看到的抖动。

风声1923

螺旋线 发表于 2020-6-24 09:19
速度模式。位置指令和反馈是什么方式？
两套伺服的配置只是驱动器的不同还是连电机都不同？
一般，速度模式 ...

刚才测量了一下抖动的“间隙角度”，就是在这个小角度内，用手按住，可以轻松地自由转动，不抖动。超过这个角度的边界，电机突然用力，把你“踢”回来，“踢”得太猛，超过了另一边界，又得往回“踢”，这样就抖起来了。

惯量盘直径250mm, 卡尺测了这个间隙的距离，0.2~0.3mm,  算出间隙角度是： (0.2/250*Pi)*360=0.092~0.138°

旋变的分辨率是，360/4096=0.088°

刚好这个间隙角度差不多就是旋变的分辨率，能识别到的角度变化。

所以，我认为还是分辨率不够。

风声1923

国外那款驱动器，看说明书，AD转换是12-bit的，和国产的一样，但实际测量的角度反馈，远高于这个分辨率，问红毛，说是内部做了电子细分，能达到14-bit，这就解释了为什么它不抖了。