伺服电机定位特点及调试方法

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。

交流伺服系统的组成，由伺服驱动器和伺服电机组成。驱动器的结构和变频器的主电路类似，电源经过整流，逆变，实现从AC→DC→AC的转换。下面是位置模式的三闭环控制。M表示伺服电机，PG代表编码器，最外面的蓝色的代表位置环，因为我们最终控制的是位置(定位)，内环分别是速度环和电流环(扭矩环)，位置模式下速度环和电流环作为保护环防止失速控制和过载以确保电机恒速运转和电机电流恒定。我们重点看下位置环是如何确保电机能够准确旋转给定的角度。

假如我们给定脉冲为1个，此时反馈脉冲为0，脉冲偏差△p=1，输入到控制器中，这时候驱动电路控制IPM逆变器产生SPWM波驱动伺服电机旋转，注意这个SPWM波和我们plc发脉冲的方波是不一样的，时电机带动编码器旋转发出反馈脉冲，这个时候△p=0，电机停止输出，1个脉冲定位完成。整个从发出脉冲到接受反馈脉冲的过程就是一个闭环过程，从而确保电机能够准确定位，脉冲的数量决定定位的距离，脉冲的频率决定电机的转速。

在接线之前，先初始化参数。在控制卡上：选好控制方式；将PID参数清零；让控制卡上电时默认使能信号关闭；将此状态保存，确保控制卡再次上电时即为此状态。在伺服电机上：设置控制方式；设置使能由外部控制；编码器信号输出的齿轮比；设置控制信号与电机转速的比例关系。一般来说，建议使伺服工作中的最大设计转速对应9V的控制电压。比如，某厂生产的是设置1V电压对应的转速，出厂值为500，如果你只准备让电机在1000转以下工作，那么，将这个参数设置为111。

接线。将控制卡断电，连接控制卡与伺服之间的信号线。以下的线是必须要接的：控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后，电机和控制卡（以及PC）上电。此时电机应该不动，而且可以用外力轻松转动，如果不是这样，检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机，检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化，否则检查编码器信号的接线和设置

试方向。对于一个闭环控制系统，如果反馈信号的方向不正确，后果肯定是灾难性的。通过控制卡打开伺服的使能信号。这是伺服应该以一个较低的速度转动，这就是传说中的“零漂”。一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数，看电机的转速和方向是否可以通过这个指令（参数）控制。如果不能控制，检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数，电机正转，编码器计数增加；给出负数，电机反转转，编码器计数减小。如果电机带有负载，行程有限，不要采用这种方式。测试不要给过大的电压，建议在1V以下。如果方向不一致，可以修改控制卡或电机上的参数，使其一致。

抑制零漂。在闭环控制过程中，零漂的存在会对控制效果有一定的影响，最好将其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飘的参数，仔细调整，使电机的转速趋近于零。由于零漂本身也有一定的随机性，所以，不必要求电机转速绝对为零。 建立闭环控制。再次通过控制卡将伺服使能信号放开，在控制卡上输入一个较小的比例增益，至于多大算较小，这只能凭感觉了，如果实在不放心，就输入控制卡能允许的最小值。将控制卡和伺服的使能信号打开。这时，电机应该已经能够按照运动指令大致做出动作了。细调控制参数，确保电机按照控制卡的指令运动，这是必须要做的工作。