滤波是信号处理的一个重要概念,它的作用是尽可能减小脉动的直流电压中交流成分,保留其直流成分,使输出电压波形变的平滑。而滤波器的作用就是让有用的信号尽可能无衰减的通过,对无用信号尽可能的衰减,以提高信号抗干扰性、信噪比及分析精度。平滑滤波基本体现在降噪、降低震动及抗干扰。 位置控制模式有关滤波参数设置:
平滑滤波 如下图所示,参数 Pr040 是对指令脉冲进行平滑滤波,具有指数形式的加减速。滤波器不会丢失输入脉冲,但会出现指令延迟现象。当设置为 0 时,滤波器不起作用。参数值表示由 0 频率上升到 63.2%的位置指令频率的时间。
滤波器使输入的脉冲频率平滑化。此滤波器用于:上位控制器无加减速功能、电子齿轮比较大、指令频率较低等场合。
z 对脉冲输入信号 PULS 进行数字滤波,数值越大,滤波时间常数越大。 z 缺省值时****脉冲输入频率为 500kHz(kpps),数值越大****脉冲输入频率会相应降低。 z 用于滤除信号线上的噪声,避免计数出错。如果出现因计数不准导致走不准现象,可适当增加参数值。 z 可对脉冲和方向信号时序超前或滞后进行调整。 z 参数修改后,必须保存,重新上电才有效。
z 对脉冲方向信号 SIGN 进行数字滤波,数值越大,滤波时间常数越大。 z 参数修改后,必须保存,重新上电才有效。 z 可对脉冲和方向信号时序超前或滞后进行调整。 z 参数修改后,必须保存,重新上电才有效。
z 对指令脉冲进行平滑滤波,具有指数形式的加减速。滤波器不会丢失输入脉冲,但会出现指令延迟现象,当设置为 0 时,滤波器不起作用。 z 此滤波器用于: 1. 上位控制器无加减速功能; 2. 电子齿轮比较大(N/M>10); 3. 指令频率较低; 4. 电机运行时出现步进跳跃、不平稳现象。
前馈能降低位置环控制的相位滞后,可减小位置控制时的位置跟踪误差以及更短的定位时间。前馈量增大,位置控制跟踪误差减小,但过大会使系统不稳定、超调。若电子齿轮比大于 10 也容易产生噪声。一般应用可设置 Pr021 为 0%,需要高响应、低跟踪误差时,可适当增加,不宜超过 80%,同时可能需要调整位置环前馈滤波时间常数(参数 Pr022)。
z 前馈可减小位置控制时的位置跟踪误差,设置为 100 时,任何频率的指令脉冲下,位置跟踪误差总是 0。 z 参数值增大,使位置控制响应提高,过大会使系统不稳定,容易产生振荡。
对位置环前馈量的滤波,作用是增加前馈控制的稳定性。
如果因机械系统发生共振等原因而无法调大增益,不能得到希望的响应性时,对转矩低通滤波器(Pr007)或速度检测滤波器(Pr019)调整抑制共振后,然后重新进行以上步骤操作以提高响应性。
z 转矩的低通滤波器,可抑制机械引起振动。 z 数值越大,抑制振动效果越好,过大会造成响应变慢,可能引起振荡;数值越小,响应变快,但受机械条件限制。 z 负载惯量较小时,可设置较小数值,负载惯量较大时,可设置较大数值。
z 参数值越大,检测越平滑,参数值越小,检测响应越快,太小可能导致产生噪声;太大可能导致振荡。
速度控制相关滤波参数设置:
z 模拟量速度输入的低通滤波器。
z 设置越大,输入模拟量响应速度越慢,有利于减小高频噪声干扰;设置越小, 响应速度越快,但高频噪声干扰大。 如果因机械系统发生共振等原因而无法调大增益,不能得到希望的响应性时,对转矩低通滤波器(Pr007)或速度检测滤波器(Pr019)调整抑制共振后,然后重新进行以上步骤操作以提高响应性。
z 转矩的低通滤波器,可抑制机械引起振动。 z 数值越大,抑制振动效果越好,过大会造成响应变慢,可能引起振荡;数值越小,响应变快,但受机械条件限制。 z 负载惯量较小时,可设置较小数值,负载惯量较大时,可设置较大数值。
z 参数值越大,检测越平滑,参数值越小,检测响应越快,太小可能导致产生噪声;太大可能导致振荡。
转矩控制有关滤波参数设置:
z 模拟量转矩输入的低通滤波系数。 z 设置越大,输入模拟量响应速度越慢,有利于减小高频噪声干扰;设置越小,响应速度越快,但高频噪声干扰大。
z 转矩的低通滤波器,可抑制机械引起振动。 z 数值越大,抑制振动效果越好,过大会造成响应变慢,可能引起振荡;数值越小,响应变快,但受机械条件限制。 z 负载惯量较小时,可设置较小数值,负载惯量较大时,可设置较大数值。
附近有干扰设备时,对伺服驱动器的电源线和控制线有干扰,可能使驱动器产生误动作。可以加入噪声滤波器以及其它各种抗干扰措施,保证驱动器的正常工作。但噪声滤波器会增加漏电流,因此需在驱动器的电源输入端装上隔离变压器。
与滤波相关调试典型问题及对策 1)伺服电机运行中出现噪音或震动 a、适当调大滤波系数Pr007和Pr019,每次调整量为5; b、若调大滤波系数效果不明显,需降低速度环比例增益和位置环比例增益,即调小Pr005和Pr009, 每次调整量为5; c、若上述措施都无明显改善,请检查编码器连接线是否存在干扰,检查屏蔽层是否两端良好接地。 2)伺服电机运行中出现抖动 a、确定伺服电机所带负载及惯量是否在电机的允许范围之内,若负载及惯量超出电机额定倍数太多(负载转矩大于3倍,惯量大于5倍),请重新选型更大规格的电机; b、适当调大速度环比例增益Pr005,每次调整量为5; c、若调大Pr005效果不明显,可适当调小滤波系数Pr007/P-019,每次调整量为5; d、若调小滤波系数效果也不明显,可适当调小位置环增益Pr009,每次调整量为5; e、若上述措施都无明显改善,请检查编码器连接线和指令连接线是否存在干扰,检查屏蔽层是否两端良好接地。
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