parker派克TPD-M單軸伺服驅動器測試平臺

目前，伺服驅動器的測試平臺主要有以下幾種：采用伺服驅動器—電動機互饋對拖的測試平臺、采用可調模擬負載的測試平臺、采用有執(zhí)行電機而沒有負載的測試平臺、采用執(zhí)行電機拖動固有負載的測試平臺和采用在線測試方法的測試平臺。

1采用伺服驅動器—電動機互饋對拖的測試平臺

這種測試系統(tǒng)由四部分組成，分別是三相PWM整流器、被測伺服驅動器—電動機系統(tǒng)、負載伺服驅動器—電動機系統(tǒng)及上位機，其中兩臺電動機通過聯(lián)軸器互相連接。被測電動機工作于電動狀態(tài)，負載電動機工作于發(fā)電狀態(tài)。被測伺服驅動器—電動機系統(tǒng)工作于速度閉環(huán)狀態(tài)，用來控制整個測試平臺的轉速，負載伺服驅動器—電動機系統(tǒng)工作于轉矩閉環(huán)狀態(tài)，通過控制負載電動機的電流來改變負載電動機的轉矩大小，模擬被測電機的負載變化，這樣互饋對拖測試平臺可以實現(xiàn)速度和轉矩的靈活調節(jié)，完成各種試驗功能測試。上位機用于監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行，根據(jù)試驗要求向兩臺伺服驅動器發(fā)出控制指令，同時接收它們的運行數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行保存、分析與顯示。

對于這種測試系統(tǒng)，采用高性能的矢量控制方式對被測電動機和負載設備分別進行速度和轉矩控制，即可模擬各種負載情況下伺服驅動器的動、靜態(tài)性能，完成對伺服驅動器的全面而準確的測試。但由于使用了兩套伺服驅動器—電動機系統(tǒng)，所以這種測試系統(tǒng)體積龐大，不能滿足便攜式的要求，而且系統(tǒng)的測量和控制電路也比較復雜、成本也很高。

2采用可調模擬負載的測試平臺

這種測試系統(tǒng)由三部分組成，分別是被測伺服驅動器—電動機系統(tǒng)、可調模擬負載及上位機?？烧{模擬負載如磁粉制動器、電力測功機等，它和被測電動機同軸相連。上位機和數(shù)據(jù)采集卡通過控制可調模擬負載來控制負載轉矩，同時采集伺服系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行保存、分析與顯示。對于這種測試系統(tǒng)，通過對可調模擬負載進行控制，也可模擬各種負載情況下伺服驅動器的動、靜態(tài)性能，完成對伺服驅動器的全面而準確的測試。但這種測試系統(tǒng)體積仍然比較大，不能滿足便攜式的要求，而且系統(tǒng)的測量和控制電路也比較復雜、成本也很高。

3采用有執(zhí)行電機而沒有負載的測試平臺

這種測試系統(tǒng)由兩部分組成，分別是被測伺服驅動器—電動機系統(tǒng)和上位機。上位機將速度指令信號發(fā)送給伺服驅動器，伺服驅動器按照指令開始運行。在運行過程中，上位機和數(shù)據(jù)采集電路采集伺服系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行保存、分析與顯示。由于這種測試系統(tǒng)中電機不帶負載，所以與前面兩種測試系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)體積相對減小，而且系統(tǒng)的測量和控制電路也比較簡單，但是這也使得該系統(tǒng)不能模擬伺服驅動器的實際運行情況。通常情況下，此類測試系統(tǒng)僅用于被測系統(tǒng)在空載情況下的轉速和角位移的測試，而不能對伺服驅動器進行全面而準確的測試。

4采用執(zhí)行電機拖動固有負載的測試平臺

這種測試系統(tǒng)由三部分組成，分別是被測伺服驅動器—電動機系統(tǒng)、系統(tǒng)固有負載及上位機。上位機將速度指令信號發(fā)送給伺服驅動器，伺服系統(tǒng)按照指令開始運行。在運行過程中，上位機和數(shù)據(jù)采集電路采集伺服系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行保存、分析與顯示。

對于這種測試系統(tǒng)，負載采用被測系統(tǒng)的固有負載，因此測試過程貼近于伺服驅動器的實際工作情況，測試結果比較準確。但由于有的被測系統(tǒng)的固有負載不方便從裝備上移走，因此測試過程只能在裝備上進行，不是很方便。

5采用在線測試方法的測試平臺

這種測試系統(tǒng)只有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理單元。數(shù)字采集系統(tǒng)將伺服驅動器在裝備中的實時運行狀態(tài)信號進行采集和調理，然后送給數(shù)據(jù)處理單元供其進行處理和分析，終由數(shù)據(jù)處理單元做出測試結論。由于采用在線測試方法，因此這種測試系統(tǒng)結構比較簡單，而且不用將伺服驅動器從裝備中分離出來，使測試更加便利。此類測試系統(tǒng)*根據(jù)伺服驅動器在實際運行中進行測試，因此測試結論更加貼近實際情況。但是由于許多伺服驅動器在制造和裝配方面的特點，此類測試系統(tǒng)中的各種傳感器及信號測量元件的安裝位置很難選擇。而且裝備中的其它部分如果出現(xiàn)故障，也會給伺服驅動器的工作狀態(tài)造成不良影響，終影響其測試結果。

parker派克TPD-M單軸伺服驅動器相關參數(shù)

位置比例增益

1、設定位置環(huán)調節(jié)器的比例增益；

2、設置值越大，增益越高，剛度越大，相同頻率指令脈沖條件下，位置滯后量越小。但數(shù)值太大可能會引起振蕩或超調；

3、參數(shù)數(shù)值由具體的伺服系統(tǒng)型號和負載情況確定。

位置前饋增益

1、設定位置環(huán)的前饋增益；

2、設定值越大時，表示在任何頻率的指令脈沖下，位置滯后量越?。?/p>

3、位置環(huán)的前饋增益大，控制系統(tǒng)的高速響應特性提高，但會使系統(tǒng)的位置不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生振蕩；

4、不需要很高的響應特性時，本參數(shù)通常設為0表示范圍：0~100%。

速度比例增益

1、設定速度調節(jié)器的比例增益；

2、設置值越大，增益越高，剛度越大。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅動系統(tǒng)型號和負載值情況確定。一般情況下，負載慣量越大，設定值越大；

3、在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設定較大的值。

速度積分時間常數(shù)

1、設定速度調節(jié)器的積分時間常數(shù)；

2、設置值越小，積分速度越快。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅動系統(tǒng)型號和負載情況確定。一般情況下，負載慣量越大，設定值越大；

3、在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設定較小的值。

速度反饋濾波因子

1、設定速度反饋低通濾波器特性；

2、數(shù)值越大，截止頻率越低，電機產(chǎn)生的噪音越小。如果負載慣量很大，可以適當減小設定值。數(shù)值太大，造成響應變慢，可能會引起振蕩；

3、數(shù)值越小，截止頻率越高，速度反饋響應越快。如果需要較高的速度響應，可以適當減小設定值。

大輸出轉矩設置

1、設置伺服電機的內部轉矩限制值；

2、設置值是額定轉矩的百分比；

3、任何時候，這個限制都有效定位完成范圍；

4、設定位置控制方式下定位完成脈沖范圍；

5、本參數(shù)提供了位置控制方式下驅動器判斷是否完成定位的依據(jù)，當位置偏差計數(shù)器內的剩余脈沖數(shù)小于或等于本參數(shù)設定值時，驅動器認為定位已完成，到位開關信號為 ON，否則為OFF；

6、在位置控制方式時，輸出位置定位完成信號，加減速時間常數(shù)；

7、設置值是表示電機從0~2000r/min的加速時間或從2000~0r/min的減速時間；

8、加減速特性是線性的到達速度范圍；

9、設置到達速度；

10、在非位置控制方式下，如果電機速度超過本設定值，則速度到達開關信號為ON，否則為OFF；

11、在位置控制方式下，不用此參數(shù)；

12、與旋轉方向無關。