通過帶寬調(diào)整電流環(huán)增益

其中紅色為給定電流階躍信號(hào)，藍(lán)色為實(shí)際電流信號(hào)。左圖帶寬為1500，右圖帶寬為3000。通過觀察兩圖紅圈標(biāo)示區(qū)域可見，帶寬3000時(shí)的電流響應(yīng)性更好一些。

定性觀察比例增益(KIPROP)的作用

如前所述，KIPROP為電流環(huán)引入阻尼項(xiàng)。具體而言，當(dāng)比例增益較小時(shí)，跟隨電流容易出現(xiàn)過沖，提升比例增益有助于抑制過沖。但比例增益不能調(diào)得太大，不然可能引起電流振蕩。

如圖2，固定KIINT為350。當(dāng)比例增益為0.15時(shí)，電流有過沖的傾向。隨著增益的增大，阻尼逐漸增大，過沖被抑制。

圖2：比例增益的作用

積分增益可以提升電流跟隨的靈敏性。圖3為當(dāng)KIPROP固定為0.3時(shí)，不同積分增益的情況下的電流跟隨曲線：

圖3：積分增益的作用

由上圖可見，隨著積分增益的增加，電流跟隨的靈敏度(實(shí)際電流與給定電流之間的實(shí)時(shí)偏差)越來越小。積分增益調(diào)得太大，容易引起過沖，此時(shí)又需要提升比例增益以抑制過沖。

通過KITRACK進(jìn)一步提升電流跟隨精度

當(dāng)比例增益和積分增益調(diào)整，結(jié)果比較滿意時(shí)，可以通過KITRACK參數(shù)，進(jìn)一步提升跟隨的靈敏度，降低實(shí)際電流相對于給定電流的“延遲”。伺服電機(jī)自整定時(shí)不會(huì)整定KITRACK，如需要，需手動(dòng)設(shè)置。KITRACK是一個(gè)百分比數(shù)，取值范圍為0~100.

如圖4，左圖為整定完比例和積分后的效果。右圖為KITRACK提升到80以后的效果，還是能看出一定程度的改進(jìn)的。
圖4：KITRACK的作用

KITRACK如設(shè)置太大，也可能引起電流過沖。

電流環(huán)的手動(dòng)整定

一般情況下，伺服驅(qū)動(dòng)器會(huì)給出電流環(huán)自動(dòng)整定的結(jié)果，為加深對電流環(huán)整定的理解，我們看一下電流環(huán)手動(dòng)整定的過程，并觀察整定結(jié)果。

一般而言，積分增益至少是比例增益的20倍或更高。我們從KIPROP=0.05, KIINT=1開始整定。

圖5：增大KIINT以提升響應(yīng)

從圖5左圖可看出，電流基本無響應(yīng)。把KIINT從1增加至10，從10增加至100，可得到中間和右側(cè)兩個(gè)電流跟隨曲線。

逐步增大KIINT以提升響應(yīng)靈敏度。當(dāng)KIINT較大時(shí)，電流出現(xiàn)過沖，此時(shí)再增加KIPROP以抑制過沖。

圖6：增大KIPROP以抑制過沖

如圖6所示，保持KIPROP為0.05，當(dāng)KIINT增加至150時(shí)，電流出現(xiàn)過沖。

把KIPROP從0.05增加至0.1，增加電流阻尼項(xiàng)，可看到電流過沖被抑制。

可交替增加KIINT和KIPROP，直至得到較滿意的整定曲線。

當(dāng)比例和積分增益整定完成后，再適當(dāng)投入KITRACK參數(shù)，以進(jìn)一步降低實(shí)際電流曲線相對于階躍信號(hào)的滯后！

總結(jié)

伺服電機(jī)的電流環(huán)整定，主要使用PI整定策略。比例增益引入阻尼項(xiàng)，積分增益提升跟隨靈敏度。可提升積分以提升響應(yīng)靈敏度，當(dāng)電流出現(xiàn)過沖時(shí)增加比例增益以抑制過沖。交替增加積分和比例，以獲取滿意的結(jié)果。

最后，可嘗試加入KITRACK，以進(jìn)一步降低電流跟隨的“滯后”，改善整定效果。