图1 相位滞后补偿滤波器bode图
由图1的bode图可看出它比速度反馈滤波器多一个一阶微分环节用于补偿相位损失,参数#24对应积分常数,参数#25对应微分常数。并且最大增益衰减点频率可设置,使相位滞后减到最小。另外,相对于陷波滤波器,它对抑制频率范围宽的谐振效果好,因其幅度抑制值小,对峰值高频带窄的谐振不合适。 [page]
注意如果速度控制带宽和一阶补偿滤波器的频率设置太接近容易引起振荡。
b.陷波滤波器
陷波滤波器又称为带阻滤波器,可对任意频率信号有效地阻断,甚至可使谐振点的增益降到零。当谐振峰值高而频率带宽窄时适用。通过改变品质因数(q值)使衰减特性变化急剧或平缓。频率设置范围从50~1500hz,q值设置范围从0.5~2.5(默认值1.5)。图2示出了陷波滤波器设置图。
图2 陷波滤波器设置图
在谐振频带太宽时该滤波器不能滤除干净。
c.速度反馈滤波器
速度反馈滤波器也为一阶延迟滤波器,这是一个纯粹的惯性环节,相移趋于90°。在高频时增益小,当高频处有几个谐振点时适用。增益在-3db规定为带宽频率,设置范围从50~1000hz(见图3)。注意使用时相移可到90°,可能会发生相移引起的振荡。
图3 速度反馈滤波器bode图调试设定步骤
1. 先调陷波滤波器1和2使其振荡值到最小,如果无效果就关闭该滤波器。
2. 再调整相位滞后补偿滤波器。
#24= n×#2
#25= 4×#24
参数#24为一阶滞后补偿频率#1;
参数#25为一阶滞后补偿频率#2;
参数#2为速度控制带宽#1。
设置参数#24用n=3,n=2,n=1来试,不能使振荡停止就关闭该滤波器。
3. 减低参数 #1的值(伺服刚性设置)。返回到步骤1。反复调整直至满意。
若自调整时出错,可将负载惯量设置为零,并增加自调范围(参数#51,自调模式执行范围)。若自调整时振荡则降低伺服刚度直到谐振停止。再重复执行自调整,滤波器调整。
各种型号的这类电动机和驱动器均有它自己的调试、控制和设置参数的软件界面,或对控制器,或对驱动器,但都大同小异,这里不做介绍。在调试的过程中须反复实验观察,根据使用要求灵活应用。例如在对一个由这类电动机构成的转台测试设备,测量时对转速稳定要求严格,而对加速度并不做严格要求,只要加速区不是太长就行,被测对象种类较多,重量、惯量、刚度各不一样,并且更换被测对象频繁。使用自动调整,在加载,空载,或换负载对象时常发生谐振,要重新执行自动调整才行。为此笔者将系统增益降低,使输出特性硬度减低,牺牲快速性而增加稳定性,使各种负载时均不振荡也不降低测量精度。在另一套系统中笔者甚至将带阻陷波滤波器硬件断开,拔去连接插头,才能使系统稳定。
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