优化转速控制器

 

必须具有控制技术设置的经验,才能对复杂的机械控制系统进行设置。此外还包括控制回路参数的计算和识别程序的应用。

不很复杂的机械系统通常可以根据非周期谐振边缘法使用试验性设置来进行优化。同时需要设置下述参数:

参数名称

HMI 菜单

HMI 名称

描述

单位

最小值

出厂设置

最大值

数据类型

读/写

可持续保存

Expert

通过现场总线的参数地址

CTRL1_KPn

(ConF) → (drC-)

( Pn1)

转速控制器 P 系数。

从电机参数算出默认值

 

在两个控制回路参数组之间切换时,数值将通过参数 CTRL_ParChgTime 中设置的时间做线性调整。

类型:不带正负符号的十进制 - 2 字节

通过 Sercos 执行写入访问:CP2, CP3, CP4

步距为 0.0001 A/RPM。

更改的设置立即生效。

A/RPM

0.0001

-

2.5400

UINT16

读/写

可持续保存

-

Modbus 4610

IDN P-0-3018.0.1

CTRL2_KPn

(ConF) → (drC-)

( Pn2)

转速控制器 P 系数。

从电机参数算出默认值

 

在两个控制回路参数组之间切换时,数值将通过参数 CTRL_ParChgTime 中设置的时间做线性调整。

类型:不带正负符号的十进制 - 2 字节

通过 Sercos 执行写入访问:CP2, CP3, CP4

步距为 0.0001 A/RPM。

更改的设置立即生效。

A/RPM

0.0001

-

2.5400

UINT16

读/写

可持续保存

-

Modbus 4866

IDN P-0-3019.0.1

CTRL1_TNn

(ConF) → (drC-)

(tin1)

转速控制器积分时间常数。

默认值计算后得出

 

在两个控制回路参数组之间切换时,数值将通过参数 CTRL_ParChgTime 中设置的时间做线性调整。

类型:不带正负符号的十进制 - 2 字节

通过 Sercos 执行写入访问:CP2, CP3, CP4

步长为 0.01 ms。

更改的设置立即生效。

ms

0.00

-

327.67

UINT16

读/写

可持续保存

-

Modbus 4612

IDN P-0-3018.0.2

CTRL2_TNn

(ConF) → (drC-)

(tin2)

转速控制器积分时间常数。

默认值计算后得出

 

在两个控制回路参数组之间切换时,数值将通过参数 CTRL_ParChgTime 中设置的时间做线性调整。

类型:不带正负符号的十进制 - 2 字节

通过 Sercos 执行写入访问:CP2, CP3, CP4

步长为 0.01 ms。

更改的设置立即生效。

ms

0.00

-

327.67

UINT16

读/写

可持续保存

-

Modbus 4868

IDN P-0-3019.0.2

请在第二个步骤中检查并优化确定的值,参见章节检查并优化 P 因数

转速控制器的主导参比量滤波器

在优化的转速控制中,使用转速控制器的主导参比量滤波器可以优化起振特性。第一次设置转速控制器时,必须禁用主导参比量滤波器。

o关闭转速控制器的主导参比量滤波器。将参数 CTRL1_TAUnref (CTRL2_TAUnref) 设置为下面的极限值“0”。

参数名称

HMI 菜单

HMI 名称

描述

单位

最小值

出厂设置

最大值

数据类型

读/写

可持续保存

Expert

通过现场总线的参数地址

CTRL1_TAUnref

(ConF) → (drC-)

(tAu1)

给定速度滤波器的滤波器时间常数。

在两个控制回路参数组之间切换时,数值将通过参数 CTRL_ParChgTime 中设置的时间做线性调整。

类型:不带正负符号的十进制 - 2 字节

通过 Sercos 执行写入访问:CP2, CP3, CP4

步长为 0.01 ms。

更改的设置立即生效。

ms

0.00

9.00

327.67

UINT16

读/写

可持续保存

-

Modbus 4616

IDN P-0-3018.0.4

CTRL2_TAUnref

(ConF) → (drC-)

(tAu2)

给定速度滤波器的滤波器时间常数。

在两个控制回路参数组之间切换时,数值将通过参数 CTRL_ParChgTime 中设置的时间做线性调整。

类型:不带正负符号的十进制 - 2 字节

通过 Sercos 执行写入访问:CP2, CP3, CP4

步长为 0.01 ms。

更改的设置立即生效。

ms

0.00

9.00

327.67

UINT16

读/写

可持续保存

-

Modbus 4872

IDN P-0-3019.0.4

确定设备的机械系统类型

为便于对振荡特性进行评估和优化,请将您的设备机械系统归入以下两种系统之一。

o刚性机械系统

o较小刚性的机械系统

具有刚性或者较小刚性的机械系统

G-SE-0055490.1.gif-high.gif

 

 

确定刚性机械系统的数值

机械特性过硬时,可以按照表格设置调节特性,条件是:

o负载和电机的转动惯量已知和

o负载和电机的转动惯量恒定。

P 系数 CTRL_KPn 和复位时间 CTRL_TNn 取决于:

oJL:负载转动惯量

oJM:电机转动惯量

o通过下表确定数值:

 

JL= JM

JL= 5 * JM

JL= 10 * JM

JL

KPn

TNn

KPn

TNn

KPn

TNn

1 kgcm2

0.0125

8

0.008

12

0.007

16

2 kgcm2

0.0250

8

0.015

12

0.014

16

5 kgcm2

0.0625

8

0.038

12

0.034

16

10 kgcm2

0.125

8

0.075

12

0.069

16

20 kgcm2

0.250

8

0.150

12

0.138

16

确定低刚性机械系统的数值

算出转速控制器的比例系数以进行优化,应利用该系数在没有过振的情况下将转速_v_act 尽可能快地调整到位。

o将复位时间 CTRL1_TNn (CTRL2_TNn) 设置为无限 (= 327.67 ms)。

如果有负载力矩作用于静止的电机,只能对积分时间常数进行适当设置,使得电机位置不会出现不必要的变化。

如果电机在停车时接有负载,积分时间常数可从“无限”变成位置偏移(比如在垂直轴上)。如果应用场合不能接受位置偏移,请减小积分时间常数。复位时间的减小可能对优化结果造成不利的影响。

Warning_Color.gif警告

意外运动

o仅当操作区域内没有人员或障碍物时才启动系统。

o请确保速度值和时间值不会超过可用的运动范围。

o确定所有进行工作的人员都能使用紧急停机的按钮。

不遵循上述说明可能导致人员伤亡或设备损坏。

o触发阶跃函数。

o请在第一次测试后检查电流额定值 _Iq_ref 对应的最大幅度。

请在第一次测试后检查电流额定值 _Iq_ref 保持在最大值 CTRL_I_max 以内。另一方面该值不能选得太小,因为通常机械的摩擦系数决定着调节环的特性。

o如果必须更改 _v_ref,请重新打开阶跃函数,并且测试 _Iq_ref 的幅度。

o以较小的幅度增大或减小 P 系数,直到能尽可能快地设置 _v_act。下图左边为理想的起振特性。右图所示的超调,可以通过减小 CTRL1_KPn (CTRL2_KPn) 来降低。

_v_ref 和 _v_act 之间存在差异是由于将 CTRL1_TNn (CTRL2_TNn) 设置成了“无限”。

算出非周期谐振边缘法的 “TNn”

G-SE-0055496.1.gif-high.gif

 

 

对于那些在达到非周期谐振边缘之前出现振动的驱动系统而言,必须尽量减小比例系数 “KPn” ,直到正好能察觉没有振动时为止。这种情况常常出现在同步皮带传动的直线轴上。

63% 值的图解计算

在图上确定一点,这点的实际转速 _v_act 达到终值的 63%。然后在时间轴上得到复位时间 CTRL1_TNn (CTRL2_TNn)。求值时可借助调试软件。

参数名称

HMI 菜单

HMI 名称

描述

单位

最小值

出厂设置

最大值

数据类型

读/写

可持续保存

Expert

通过现场总线的参数地址

CTRL1_TNn

(ConF) → (drC-)

(tin1)

转速控制器积分时间常数。

默认值计算后得出

 

在两个控制回路参数组之间切换时,数值将通过参数 CTRL_ParChgTime 中设置的时间做线性调整。

类型:不带正负符号的十进制 - 2 字节

通过 Sercos 执行写入访问:CP2, CP3, CP4

步长为 0.01 ms。

更改的设置立即生效。

ms

0.00

-

327.67

UINT16

读/写

可持续保存

-

Modbus 4612

IDN P-0-3018.0.2

CTRL2_TNn

(ConF) → (drC-)

(tin2)

转速控制器积分时间常数。

默认值计算后得出

 

在两个控制回路参数组之间切换时,数值将通过参数 CTRL_ParChgTime 中设置的时间做线性调整。

类型:不带正负符号的十进制 - 2 字节

通过 Sercos 执行写入访问:CP2, CP3, CP4

步长为 0.01 ms。

更改的设置立即生效。

ms

0.00

-

327.67

UINT16

读/写

可持续保存

-

Modbus 4868

IDN P-0-3019.0.2