位置環 控制架構圖-台達A2/M伺服

伺服驅動器 包含三個控制環(位置環 =>速度環 =>電流環).位置環 位於最外側,運算的輸出便是 速度環 的輸入.本篇提供台達 A2 與 M 系列驅動器 之 位置環架構圖(根據手冊資料彙整),用來呈現 位置控制 的典型配置 以及各種命令源通道的結構:除了傳統的 脈波控制(PT 模式)與 暫存器路徑(PR 模式)以外,也提供 智能伺服 特有的 二次開發平台(ezASD)與 位置環 的接入點,做為邁向 客製化設計 的基礎資料!(點選 圖中區塊 可連結更多說明)

台達 A2/M 伺服 速度環控制器方塊圖


圖中各區塊說明如下:

位置環 的命令來源:由圖中 S1,S2(命令源)決定:

S1:是否使用 ezASD 二次開發平台

  1. 使 用:位置命令 可透過平台的 運動指令API 進行客製化設計
    • 支援 ezASD 的機種目前有 M-R 與 A3(開發中)
  2. 不使用:則根據 S2P1-01 決定:
    • P1-01 = 0:為 PT 模式,位置命令來自 CN1 的 脈波輸入端子
    • P1-01 = 1:為 PR 模式,位置命令由內部參數規劃產生
      • B2 系列 不支持 PR 模式

位置模式 的 命令種類:

  1. ezASD 平台:由使用者自行開發的運動程式來規劃命令!
    • 模式設定使用指令  MODE  PATH  設定為位置模式
    • 運動命令:提供 點對點,ECAM,直線/圓弧補間,PID 運算,DMCNET 網路控制 … 等
    • S型曲線:由 P1-36 設定,單位 ms.設1則為 追隨誤差補償功能,無S型曲線!
    • 電子齒輪比:只有一組,分子 P1-44/分母 P1-45Servo ON 時分母不可修改
  2. PR 模式:由內部參數來做命令的規劃,簡介如下:
    • 路徑功能:回原點,點對點運動,電子凸輪
    • 輔助功能:程序跳躍,寫入參數
    • 觸發方式:DI POS0 ~ 5 + CTRG 觸發/事件EVn,寫參數 P5-07,特殊事件
    • 路徑參數位置(P6-00 ~ P7-27),加減速(P5-20 ~ P5-35),速度(P5-60 ~ P5-75)
    • S型曲線:由 P1-36 設定,單位 ms.設1則為 追隨誤差補償功能,無S型曲線!
    • 電子齒輪比:只有一組,分子 P1-44/分母 P1-45.Servo ON 時分母不可修改
  3. PT 模式:位置命令來自 CN1 的 脈波輸入端子
    • 脈波選擇:由 P1-00.U 選擇 高/低速 脈波通道
    • 脈波型式:由 P1-00.X 選擇三種型式(0)A/B 相(1)正/逆向(2)脈波+方向
    • 脈波計數:由 P5-18 可讀取脈波數量,也可寫入以歸零,但不影響命令數量,只是方便觀察!
    • 脈波禁止:可由 DI.INHB(0x45)來禁止脈波命令,只在 DI8 才有作用.
    • 電子齒輪比:共有四組,分子(P1-44,P2-60,P2-61,P2-62)/分母 P1-45,用 DI. GNUM0/GNUM1 來選擇

位置命令 的 濾波器:

  1. Moving FilterP1-68同樣的濾波時間 比 低通濾波 有更平緩的效果!
  2. 低通濾波器P1-08,做 追隨誤差補償 時 請務必關閉之.

低頻抑振 濾波器:含二組抑振參數,支援自動模式

  1. 第一組參數P1-25(抑振頻率,單位 0.1 Hz),P1-26(抑振增益)
  2. 第二組參數P1-27(抑振頻率,單位 0.1 Hz),P1-28(抑振增益)
  3. 控制參數 :P1-29(自動抑振模式設定),P1-30(檢測準位)

位置控制器 包含的增益:

  1. 前饋補償P2-02 (前饋增益),P2-03(前饋濾波)
  2. 比例增益P2-00
  3. 積分增益P2-53,預設值為0(不作用),手冊圖中未標示但其實存在
  4. 增益切換:當指定的條件發生,自動切換增益的值 或 取消積分控制!
    • P2-27:增益切換條件及切換方式選擇
    • P2-28:增益切換時間常數
    • P2-29:增益切換條件
    • P2-05:速度控制增益變動比率

速度限制參數:

  • P1-55:位置環輸出 經此限制後才進入 速度環
    • 預設值不大(依馬達型式),通常為額定轉速,非最高轉速
    • 此數值不夠大可能導致 AL.009 發生,尤其瞬間需高轉速的應用!

回授狀態的監視變數:

  1. 回授位置V000,單位是 PUU(使用者單位)
  2. 回授位置V003,單位是 PLS(編碼器脈波單位)

參考資料:速度環 控制架構圖電流環 控制架構圖


 


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