中心論題：

• 介紹交流伺服電動機內部會產生的振蕩類型
• 為消除振蕩有相位滯後補償濾波器、陷波濾波器、速度反饋濾波器三種濾波器可供選用
• 具體介紹濾波器的調試設定步驟

解決方案：

• 按照文中所述調試步驟對電動機進行調試直到消除振蕩為止
• 在調試的過程中須反複實驗觀察，根據使用要求靈活應用

交(jiao)流(liu)伺(si)服(fu)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)應(ying)用(yong)已(yi)很(hen)普(pu)遍(bian)。許(xu)多(duo)國(guo)家(jia)，許(xu)多(duo)公(gong)司(si)的(de)產(chan)品(pin)在(zai)國(guo)內(nei)都(dou)有(you)銷(xiao)售(shou)。國(guo)內(nei)先(xian)從(cong)控(kong)製(zhi)器(qi)開(kai)始(shi)開(kai)發(fa)，再(zai)到(dao)驅(qu)動(dong)器(qi)，現(xian)在(zai)也(ye)有(you)類(lei)似(si)的(de)電(dian)動(dong)機(ji)出(chu)現(xian)在(zai)市(shi)場(chang)上(shang)。隨(sui)著(zhe)技(ji)術(shu)完(wan)善(shan)
，價(jia)格(ge)降(jiang)低(di)，控(kong)製(zhi)性(xing)能(neng)的(de)提(ti)高(gao)，操(cao)作(zuo)調(tiao)試(shi)日(ri)趨(qu)簡(jian)單(dan)，以(yi)及(ji)係(xi)列(lie)化(hua)、模塊化不斷發展，用它取代其他類型的伺服控製電動機已成一種趨勢。

直接驅動電動機(d-d motor，dynaserv)yinqibuxuyaojiansuqierzaimouxietedingchanghededaoguangfandeyingyong，xiangdangyuwomenchengzuodelijudiandongji，zhibuguoqianzheshiyongxinxingdejiaoliudiandongjiyuanli
，shishuzikongzhishide。xianyonghenghegongsi(yokogawa)的智能驅動器drvgⅲ為例介紹它的濾波器。該驅動器為較新型的型號，可以較全麵的概括其他型號的用法。

振蕩類型
不穩定現象主要有下列幾種：

1)調整振蕩
低(di)頻(pin)振(zhen)蕩(dang)
，頻(pin)率(lv)幾(ji)赫(he)茲(zi)
，振(zhen)蕩(dang)幅(fu)度(du)幾(ji)度(du)到(dao)幾(ji)十(shi)度(du)，有(you)時(shi)超(chao)出(chu)控(kong)製(zhi)區(qu)。由(you)位(wei)置(zhi)控(kong)製(zhi)頻(pin)率(lv)帶(dai)寬(kuan)和(he)速(su)度(du)控(kong)製(zhi)頻(pin)率(lv)帶(dai)寬(kuan)失(shi)衡(heng)引(yin)起(qi)，如(ru)速(su)度(du)控(kong)製(zhi)頻(pin)率(lv)帶(dai)寬(kuan)小(xiao)於(yu)位(wei)置(zhi)控(kong)製(zhi)頻(pin)率(lv)帶(dai)寬(kuan)3倍。也可以是自動調整時慣量力矩值不合適，如大於1.5倍時。可以反複執行自動調整操作並檢查慣量值，其誤差不能大於20%。或降低#0參數設置值(伺服剛度設置參數)。

2）爬行
zhendongxianxiangleisiyutiaozhengzhendang。dangzhixingdisuyunxingzhilingshi，fanfuyizouyiting

，shijingmocalidayudisushidedongmocalidaozhi。yuanyinshiweizhijifenxianzhizhitaida，weizhipianchataidacongershikongzhixitongbuwending。fangfashitiaozheng“積分限製值”或增加係統剛度。

3）相移振蕩
振蕩頻率為幾十到200hz，振蕩幅度不低於幾十度。原因是速度輸出信號相位落後於速度輸入信號相位180°，由(you)控(kong)製(zhi)理(li)論(lun)可(ke)知(zhi)這(zhe)時(shi)係(xi)統(tong)無(wu)穩(wen)定(ding)裕(yu)量(liang)。當(dang)各(ge)種(zhong)濾(lv)波(bo)器(qi)使(shi)用(yong)相(xiang)同(tong)的(de)頻(pin)率(lv)或(huo)速(su)度(du)控(kong)製(zhi)帶(dai)寬(kuan)和(he)濾(lv)波(bo)器(qi)頻(pin)率(lv)帶(dai)寬(kuan)相(xiang)同(tong)時(shi)都(dou)可(ke)引(yin)起(qi)這(zhe)種(zhong)振(zhen)蕩(dang)。處(chu)理(li)方(fang)法(fa)為(wei)降(jiang)低(di)#1參數設置值(伺服剛度設置參數)。

4）諧振
振蕩頻率為幾十到2khz，振(zhen)蕩(dang)幅(fu)度(du)頂(ding)多(duo)幾(ji)度(du)
，依(yi)結(jie)構(gou)而(er)定(ding)。振(zhen)幅(fu)小(xiao)而(er)頻(pin)率(lv)高(gao)，常(chang)可(ke)聽(ting)到(dao)震(zhen)顫(chan)噪(zao)音(yin)，係(xi)統(tong)剛(gang)度(du)小(xiao)易(yi)引(yin)起(qi)這(zhe)個(ge)現(xian)象(xiang)。引(yin)起(qi)原(yuan)因(yin)是(shi)負(fu)載(zai)的(de)機(ji)械(xie)諧(xie)振(zhen)擾(rao)動(dong)進(jin)入(ru)速(su)度(du)控(kong)製(zhi)環(huan)，多(duo)數(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)有(you)幾(ji)個(ge)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)。所(suo)以(yi)設(she)計(ji)係(xi)統(tong)時(shi)機(ji)械(xie)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)應(ying)盡(jin)量(liang)高(gao)，至(zhi)少(shao)要(yao)高(gao)於(yu)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)帶(dai)寬(kuan)5倍以上

，結構設計時注意剛性設計，避免細長杆結構。可調整濾波器抑製頻率諧振點增益來解決。

濾波器
為消除振蕩有三種濾波器。根據具體情況選用。

a.相位滯後補償濾波器
為一階延遲濾波器
，由於它可調節帶寬的頻率，增加阻尼，在減少相移上優於速度反饋濾波器。

圖1 相位滯後補償濾波器bode圖

由圖1的bode圖可看出它比速度反饋濾波器多一個一階微分環節用於補償相位損失
，參數#24對應積分常數
，參數#25對dui應ying微wei分fen常chang數shu。並bing且qie最zui大da增zeng益yi衰shuai減jian點dian頻pin率lv可ke設she置zhi，使shi相xiang位wei滯zhi後hou減jian到dao最zui小xiao。另ling外wai，相xiang對dui於yu陷xian波bo濾lv波bo器qi，它ta對dui抑yi製zhi頻pin率lv範fan圍wei寬kuan的de諧xie振zhen效xiao果guo好hao，因yin其qi幅fu度du抑yi製zhi值zhi小xiao，對dui峰feng值zhi高gao頻pin帶dai窄zhai的de諧xie振zhen不bu合he適shi。

注意如果速度控製帶寬和一階補償濾波器的頻率設置太接近容易引起振蕩。

b.陷波濾波器
xianbolvboqiyouchengweidaizulvboqi，keduirenyipinlvxinhaoyouxiaodizuduan，shenzhikeshixiezhendiandezengyijiangdaoling。dangxiezhenfengzhigaoerpinlvdaikuanzhaishishiyong。tongguogaibianpinzhiyinshu(q值)使衰減特性變化急劇或平緩。頻率設置範圍從50~1500hz，q值設置範圍從0.5~2.5(默認值1.5)。圖2示出了陷波濾波器設置圖。

圖2 陷波濾波器設置圖

在諧振頻帶太寬時該濾波器不能濾除幹淨。

c.速度反饋濾波器
速度反饋濾波器也為一階延遲濾波器，這是一個純粹的慣性環節，相移趨於90°。在高頻時增益小，當高頻處有幾個諧振點時適用。增益在－3db規定為帶寬頻率
，設置範圍從50～1000hz(見圖3)。注意使用時相移可到90°，可能會發生相移引起的振蕩。

圖3 速度反饋濾波器bode圖

調試設定步驟
1. 先調陷波濾波器1和2使其振蕩值到最小

，如果無效果就關閉該濾波器。

2. 再調整相位滯後補償濾波器。
#24= n×#2
#25= 4×#24
參數#24為一階滯後補償頻率#1；
參數#25為一階滯後補償頻率#2；
參數#2為速度控製帶寬#1。
設置參數#24用n=3
，n=2，n=1來試
，不能使振蕩停止就關閉該濾波器。

3. 減低參數 #1的值(伺服剛性設置)。返回到步驟1。反複調整直至滿意。

若自調整時出錯
，可將負載慣量設置為零
，並增加自調範圍(參數#51，自調模式執行範圍)。若自調整時振蕩則降低伺服剛度直到諧振停止。再重複執行自調整，濾波器調整。

各種型號的這類電動機和驅動器均有它自己的調試
、控(kong)製(zhi)和(he)設(she)置(zhi)參(can)數(shu)的(de)軟(ruan)件(jian)界(jie)麵(mian)，或(huo)對(dui)控(kong)製(zhi)器(qi)，或(huo)對(dui)驅(qu)動(dong)器(qi)
，但(dan)都(dou)大(da)同(tong)小(xiao)異(yi)，這(zhe)裏(li)不(bu)做(zuo)介(jie)紹(shao)。在(zai)調(tiao)試(shi)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)須(xu)反(fan)複(fu)實(shi)驗(yan)觀(guan)察(cha)，根(gen)據(ju)使(shi)用(yong)要(yao)求(qiu)靈(ling)活(huo)應(ying)用(yong)。例(li)如(ru)在(zai)對(dui)一(yi)個(ge)由(you)這(zhe)類(lei)電(dian)動(dong)機(ji)構(gou)成(cheng)的(de)轉(zhuan)台(tai)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)，測(ce)量(liang)時(shi)對(dui)轉(zhuan)速(su)穩(wen)定(ding)要(yao)求(qiu)嚴(yan)格(ge)，而(er)對(dui)加(jia)速(su)度(du)並(bing)不(bu)做(zuo)嚴(yan)格(ge)要(yao)求(qiu)，隻(zhi)要(yao)加(jia)速(su)區(qu)不(bu)是(shi)太(tai)長(chang)就(jiu)行(xing)
，被(bei)測(ce)對(dui)象(xiang)種(zhong)類(lei)較(jiao)多(duo)
，重(zhong)量(liang)、慣量、剛(gang)度(du)各(ge)不(bu)一(yi)樣(yang)，並(bing)且(qie)更(geng)換(huan)被(bei)測(ce)對(dui)象(xiang)頻(pin)繁(fan)。使(shi)用(yong)自(zi)動(dong)調(tiao)整(zheng)
，在(zai)加(jia)載(zai)
，空(kong)載(zai)，或(huo)換(huan)負(fu)載(zai)對(dui)象(xiang)時(shi)常(chang)發(fa)生(sheng)諧(xie)振(zhen)，要(yao)重(zhong)新(xin)執(zhi)行(xing)自(zi)動(dong)調(tiao)整(zheng)才(cai)行(xing)。為(wei)此(ci)筆(bi)者(zhe)將(jiang)係(xi)統(tong)增(zeng)益(yi)降(jiang)低(di)
，使(shi)輸(shu)出(chu)特(te)性(xing)硬(ying)度(du)減(jian)低(di)，犧(xi)牲(sheng)快(kuai)速(su)性(xing)而(er)增(zeng)加(jia)穩(wen)定(ding)性(xing)，使(shi)各(ge)種(zhong)負(fu)載(zai)時(shi)均(jun)不(bu)振(zhen)蕩(dang)也(ye)不(bu)降(jiang)低(di)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)。在(zai)另(ling)一(yi)套(tao)係(xi)統(tong)中(zhong)筆(bi)者(zhe)甚(shen)至(zhi)將(jiang)帶(dai)阻(zu)陷(xian)波(bo)濾(lv)波(bo)器(qi)硬(ying)件(jian)斷(duan)開(kai)
，拔(ba)去(qu)連(lian)接(jie)插(cha)頭(tou)，才(cai)能(neng)使(shi)係(xi)統(tong)穩(wen)定(ding)。