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數控系統(tǒng)伺服驅動優(yōu)化方法（一）
目前數控機床配置的數控系統(tǒng)主要德國SIEMENS系統(tǒng)，如何提高伺服驅動系統(tǒng)的動態(tài)特性，這也是維修及調試人員必須要做的一項很重要的工作。
伺服驅動優(yōu)化的目的就是讓機電系統(tǒng)的匹配達到最佳，以獲得最優(yōu)的穩(wěn)定性和動態(tài)性能。在數控機床中，機電系統(tǒng)的不匹配通常會引起機床震動、加工零件表面過切、表面質量不良等問題。尤其在磨具加工中，對伺服驅動的優(yōu)化是必須的。
數控系統(tǒng)伺服驅動包括3個反饋回路，即位置回路、速度回路以及電流回路最內環(huán)回路反應速度最快，中間環(huán)節(jié)反應速度必須高于最外環(huán)，如果沒有遵守此原則，將會造成震動或反應不良。
伺服優(yōu)化的一般原則是位置控制回路不能高于速度控制回路的反應，因此，若要增加位置回路增益，必須先增加速度回路的增益。如果僅僅增加位置回路增益，機床很容易產生振動，造成速度指令及定位時間增加，而非減少。在做伺服優(yōu)化時必須知道機床的機械性能，因為系統(tǒng)優(yōu)化是建立在機械裝配性能之上的，即不僅要確保伺服驅動的反應，而且也必須確保機械系統(tǒng)具備高剛性。
首先將功能位參數P2003的位3設定1，回路增益參數P1825設定為3000，，速度增益參數P2021從200增加，每加100后，用JOG移動坐標，看是否震動，或看伺服波形(TCMD)是否平滑。
注：速度增益=[負載慣量比(參數P2021)+256]/256*100。負載慣量比表示電機的慣量和負載的慣量比，直接和具體的機床相關，一定要調整。
伺服波形顯示：把參數P3112#0改為1(調整完后,一定要還原為0)，關機再開機。采樣時間設定5000，如果調整X軸，設定數據為51,檢查實際速度。
如果在起動時，波形不光滑，則表示伺服增益不夠，需要再提高。如果在中間的直線上有波動，則可能由于高增益引起的震動，這可通過設定參數2066=-10(增加伺服電流環(huán)250um)來改變。
N脈沖抑制：當在調整時，由于提高了速度增益，而引起了機床在停止時也出現(xiàn)了小范圍的震蕩(低頻)，從伺服調整畫面的位置誤差可看到，在沒有給指令(停止時)，誤差在0左右變化。使用單脈沖抑制功能可以將此震蕩消除，按以下步驟調整：
a)參數2003#4=1，如果震蕩在0-1范圍變化，設定此參數即可。
b)參數2099設置為400
4)有關250um加速反饋的說明：
電機與機床彈性連接，負載慣量比電機的慣量要大，在調整負載慣量比時候(大于512)，會產生50-150HZ的振動，此時，不要減小負載慣量比的值，可設定此參數進行改善。
此功能把加速度反饋增益乘以電機速度反饋信號的微分值，通過補償轉矩指令Tcmd，來達到抑制速度環(huán)的震蕩。
5)速度回路和位置回路的高增益，可以改善伺服系統(tǒng)的響應和剛性。因此可以減小機床的加工形狀誤差，提高定位速度。由于這一效果，使得伺服調整簡化。HRV2控制可以改善整個系統(tǒng)的伺服性能。伺服用HRV2調整后，可以用HRV3改善高速電流控制，因此可進行高精度的機械加工。
SIEMENS810/840D系統(tǒng)具有自動優(yōu)化功能，由驅動系統(tǒng)在負載狀態(tài)下自動測試和分析調節(jié)器的頻率特性，確保調節(jié)器的比例增益和積分時間常數。如果自動優(yōu)化的結果不夠理想，達不到機床最佳控制效果，在此基礎上需要進行手工優(yōu)化。
首先就SIEMENS810/840D自動優(yōu)化的具體步驟做一詳細介紹。
在優(yōu)化之前要使機床在JOG方式下，可以選WithoutPLC，這樣在優(yōu)化過程中PLC不生效。
SIEMENS840D中PCU50軸優(yōu)化具體步驟：
1.菜單→啟動→驅動/伺服軸→擴展→自動控制設置
2.在自動控制設置窗口：設置好不帶PLC，上限、下限。
3.按右側垂直菜單的啟動鍵，此時顯示“開始機械系統(tǒng)測量部分1”→確認
4.按“程序啟動鍵”，電機正轉。然后顯示“開始機械系統(tǒng)測量部分2”→“確認”
5.再次按“程序啟動鍵”，電機反轉。然后顯示“啟動當前控制的測量”→“確認”
6.再次按“程序啟動鍵”。然后顯示“控制器數據開始計算”→“確認”