圖1 高精度伺服控制成型機(jī)械手
2.2 伺服系統(tǒng) 本項(xiàng)目機(jī)械手是單軸結(jié)構(gòu)的機(jī)械手，基本的硬件配置分為控制部分和驅(qū)動部分。 （1）控制器?？刂破饔蓡纹瑱C(jī)開發(fā)而成的手持式控制系統(tǒng)，采用模擬量控制伺服驅(qū)動器 （2）驅(qū)動器。 臺達(dá)ASD-A0421LA伺服驅(qū)動器+ECMA-C3060402ES伺服電機(jī)，也就是臺達(dá)伺服的ASD-A的驅(qū)動器驅(qū)動和ASD-B的電機(jī)的A+B的配置。 （3）傳動結(jié)構(gòu)。伺服與負(fù)載之間的傳動結(jié)構(gòu)是采用5：1減速機(jī)和 T型齒型鋼絲PU皮帶傳 動。 （4）系統(tǒng)框圖。伺服控制系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)參見圖2。
圖2 伺服控制系統(tǒng)框圖
3 伺服運(yùn)動穩(wěn)定性調(diào)試調(diào)試 首先使用臺達(dá)調(diào)試軟件估測出負(fù)載慣量比為68.6，在這樣的慣量情況下要實(shí)現(xiàn)伺服的高速響應(yīng)，必須要提高伺服增益以保證伺服的控制機(jī)能，但是在將增益調(diào)整到一定的高度以后就必然會出現(xiàn)機(jī)械共振，至于通過FFT軟件抓取了機(jī)械共振點(diǎn)在189 Hz 的頻率附近，所以，設(shè)定了陷波濾波器的頻率為189Hz和衰減率為4db以后,可以將伺服的速度控制增益調(diào)高到5000rad/s以上。 但是在這樣的增益下，電機(jī)運(yùn)行特性仍然很不好，電機(jī)在定位時出現(xiàn)反復(fù)震蕩，不能快速定位，只能繼續(xù)拉高速度控制增益，但是在增大速度控制增益的時候，由于電流飽和而使電機(jī)又出現(xiàn)了震動，在這樣的情況下只能將共振低通濾波和外部干擾抵抗增益降低。這樣就把速度控制增益提高到7000rad/s以上。伺服可以快速而準(zhǔn)確的定位，不再反復(fù)震蕩。 圖3、圖4兩條曲線是由ASD-A伺服調(diào)試軟件抓取得實(shí)時曲線，在這樣的運(yùn)行情況，伺服的運(yùn)行并不平穩(wěn)，伺服的運(yùn)行情況是，在加速時電機(jī)會出現(xiàn)高速加速，伺服以1600rpm速度運(yùn)行，在運(yùn)行到中間時伺服會出現(xiàn)一個明顯加速過程，伺服的運(yùn)行速度在1000rpm左右，這樣的運(yùn)行情況是無法滿足客戶的要求的。
圖3 控制器速度命令曲線1
圖4 電機(jī)運(yùn)行速度曲線1
通過觀察兩條曲線（控制器速度命令曲線1和電機(jī)運(yùn)行速度曲線1）可以發(fā)現(xiàn)，伺服電機(jī)幾乎是完全按照上位機(jī)速度運(yùn)行命令在運(yùn)動的，可是，為什么會出現(xiàn)這種加減速過程呢？ 通過與其他工程師溝通和共同研究，發(fā)現(xiàn)由于負(fù)載慣量過大，造成伺服速度響應(yīng)不夠快，使得速度誤差過大，所以伺服在不斷的針對速度誤差進(jìn)行積分整定，而該機(jī)械手控制器在作位置控制的時候接受伺服編碼器信號作積分整定的積分環(huán)節(jié)時，控制器在采
