时间：2023-08-01 03:57:16 点击：30
本篇干货满满 · 适宜收藏阅读 1：作业中，为什么会发生残余振动？ 答：原因有很多。比较常见的是伺服系统中伺服电机与负载之间的连接装置不是理想刚性，会产生弹性形变，导致定位结束时产生振动。残余振动不仅会加剧连接装置的磨损，影响设备使用寿命，而且会延长系统的响应时间，尤其在频繁启停、大加速度及定位精度要求高的工况下。因此，抑制伺服系统的残余振动具有重要的工程意义。 另外，负载惯量的大小以及控制器宽带的设定等，都会对伺服系统的振动产生一定的影响。 2：振动抑制，能带来哪些效果？ 答：振动是影响伺服系统定位精度的重要因素之一。所以，振动抑制对于生产来说，可以达到精确点位、提高生产效率、降低成本等效果。比如： 当有水平搬运时，通过振动抑制，减少等待振动消除的时间，提高生产效率。 填充包装机时，可抑制液体晃动，保证封口质量。 芯片托盘移动可防止工件运输过程中因振动而损坏。 吊车时，抑制运输中的晃动。 3：振动抑制方法，囊括为哪三大招？ 答：生产实践中，振动抑制一般通过弹性连接装置优化（优化传动装置）、主动抑制和被动抑制的三大招数得以快速实现。其中， 弹性连接装置优化通过增加或改变机械结构的方式来达到抑振的目的； 主动抑制通常通过改变控制器的结构和参数来实现； 被动抑制则不改变控制结构，使用补偿或校正措施直接对谐振频率进行抑制。 改变机械结构的方式包括：改变刚性、增加或减掉质量、增加隔振的机理、加阻尼材料、安装调谐阻尼器（减震器）、精确的动平衡，这些方式都需要对设备或其部件进行“外科手术”，存在控制效能低、控制灵活性差和增加结构的重量等缺点。 对于生产成型的设备，对于伺服控制的执行机构，进行被动振动抑制的需求就格外凸显。 4：在技术上，:都进行了哪些振动抑制研究？ 答：伺服驱动系统的振动主要表现在：机械振动和电磁振动。所以，关于振动抑制，研究者一般是在这两种表现上加以研究。 ● 机械振动的主要控制方法 基于陷波滤波器的控制方法 如：一种通过增加陷波滤波器，用陷波滤波器对系统振动频率进行补偿的振动抑制方法。——杨明、徐殿国等 基于观测器的控制方法 如：一种通过调节合理的系统惯量比，使得谐振频率与反谐振频率相互抵消，从而达到振动抑制。——Liangsong Huang等 基于H∞控制理论的控制方法 如：一种将积分引入被控对象的模型中，把伺服驱动系统的扭转振动抑制问题转化为H∞控制问题。——张瑞成等人 ● 电磁振动的主要控制方法 谐波消除法 如：一种在三相调制电压波形中加入相应谐波分量的谐波注入法来抵消控制电流中的谐波成分达到振动抑制的方法。——廖勇等人 直接转矩控制 如：一种使用转矩和磁链滑控制器取代传统滞环控制器的控制方法。——杨俊华 智能控制 如：采用模糊控制算法，不需要预先知道被控系统的模型及参数，抗干扰性好。 5：近来很火的参数自整定，可以适用于各种振动抑制吗？ 答：目前，为了应对机械振动，国内外的伺服控制器基本都具备参数自整定功能。这也导致不少厂商认为具备这个功能就可以一劳永逸。其实，参数自整定也具有其特定性。也就是参数自整定一般用于抑制在刚性机械负载下的参数设置不恰当造成的振动。该方法对负载的准确性和一致性要求较高，整定结果不能完全适应负载变化或者机械位置的变化导致机械参数改变的情况。对于非刚性负载，使用参数自整定的方法难以达到理想的抑振目标。 6：生产实践中，机械结构:引起的振动/抖动如何排查？ 答：根据行内经验丰富的工程师，总结的伺服系统导致的振动，排查方法如下： ● 伺服配线 使用标准动力电缆，编码器电缆，控制电缆，电缆有无破损； 检查控制线附近是否存在干扰源，是否与附近的大电流动力电缆互相平行或相隔太近； 检查接地端子电位是否有发生变动，切实保证接地良好； 是否为模拟量输入口干扰引起抖动，加磁环在电机输入线和伺服驱动器电源输入线，让信号线远离动力线。 ● 伺服参数 速度环积分增益、速度环比例增益、加速度反馈增益等参数不当。一般是伺服增益设置太大，建议用手动或自动方式重新调整伺服参数； 确认速度反馈滤波器时间常数的设置，初始值为0，可尝试增大设置值； 电子齿轮比设置太大，建议恢复到出厂设置； 伺服系统和机械系统的共振，尝试调整陷波滤波器频率以及幅值。 ● 机械系统 连接电机轴和设备系统的联轴器发生偏移，安装螺钉未拧紧； 滑轮或齿轮的咬合不良也会导致负载转矩变动，尝试空载运行，如果空载运行时正常则检查机械系统的结合部分是否有异常； 确认负载惯量，力矩以及转速是否过大，尝试空载运行，如果空载运行正常，则减轻负载或更换更大容量的驱动器和电机； 检查主轴与主轴电机的连接方面是否有故障，主轴以及装在交流主轴电机尾部的脉冲发生器是否损坏等； 检查熔断器熔体是否熔断，开关接触是否良好，并测量电网各相是否有电； 检查制动是否打开，通过加编码器矢量控制零伺服功能，采用降力矩的方式输出一定的的转矩解决抖动； 检查印刷线路板上是否故障，需要查看线路板或重新调整。 参考资料： [1]吴杰，张华. 基于时滞滤波的伺服系统残余振动抑制研究[J]. 机电工程,2019,36(9):919-924. [2]靳云发， 王绍宗， 张倩， 杨万然.一种通过设置伺服控制参数抑制机械振动的方法[J]. 机械工程师(9)：20-22 [3]淮亚文.机器人伺服驱动系统振动抑制技术研究[D]中国航天科工集团*二研究院，2018. [4]张波.交流伺服系统转速振动抑制策略研究[D]广东:华南理工大学,2020. [5]王璐.伺服系统柔性负载振动抑制研究[D]沈阳:沈阳工业大学，2019