驱动软件可以抑制机器振动

先进的振动抑制技术，使运动更平稳，沉降时间更快，定位更准确。工业机器人和机器系统通常容易受到振动的影响，振动会进入位置控制系统，导致系统不稳定。振动通常是由机器人关节或机器联轴器引入的谐振频率和非线性力引起的。

不断提高的时钟速度和现代机器的轻量化结构也导致了振荡趋势的增加。例如，由于重量或成本的设计限制，龙门机器人设计可能采用不那么刚性的机械结构。在具有悬垂载荷的此类应用中，末端执行器和龙门机器人轴之间的柔性链接可能会导致机器在每一个停止或运动反转点处过度振动。为了保持精度，机器必须暂停，直到振动停止;为了达到最大的系统容量，沉降时间必须尽可能短。

伺服驱动器中使用的先进振动抑制控制可以快速稳定系统，使振动以恒定频率发展。专有的控制算法减少了后续误差和负载的稳定时间。

振动抑制功能运行在一个闭环，检测振荡，因为他们发生，并立即阻尼。通过主动阻尼负载振荡，驱动器可以显著减少重载或末端执行器稳定在目标位置所需的时间。虽然在编码器级别上看到的以下错误可能更高，但在加载位置评估时，系统的整体性能显著提高。

振动抑制过程

振动抑制过程分为四个阶段，如图3所示。

阶段1:使用控制变量(如位置误差和电流)作为输入来检测对系统的扰动。计算了摄动值。

阶段2:微扰值通过窄带通滤波器来选择由系统振荡引起的微扰。带通滤波器的中心频率和宽度由两个参数确定。

阶段3:计算校正输出。

阶段4:使用阻尼增益参数将校正输出添加到控制变量中。对于高频振动，伺服驱动器的振动抑制依赖于二阶低通和陷波滤波器。此外，专有的振动抑制功能控制低谐振频率引起的振动，从5 Hz到400 Hz。该功能也能够阻尼系统，其中几个不同的共振发生。

自动调谐过程

振动抑制通过驱动器的自动调谐程序自动应用。首先，测量振动频率，并设置振动抑制频率。然后，振动抑制增益逐步提高，直到检测到阻尼。通过使用图形用户界面软件，用户可以轻松地手动监控和调整设置。

所述的振动抑制方法提高了伺服系统的性能，其中负载由柔性联轴器承载，如图4所示。

这种类型的耦合具有相当大的灵活性。如果电机的伺服控制在运动过程中设置为接近零的位置误差，负载将在每个位置强烈振荡。此外，加速度的每一个变化都会产生一个颠簸，进一步增加负载的振荡。

图5和图6显示了系统应用振动抑制前后沉降时间的记录轨迹。如果没有振动抑制，凝固时间超过1.5秒。如果有振动抑制，凝固时间减少到大约0.25秒。

应用程序的好处

振动抑制已被证明在重载荷导致偏离所需路径的机器人应用中非常有效。图7为应用振动抑制前后机器人的路径跟随情况。如果没有该功能，振动会导致偏离预定路径。一旦应用了该函数，路径跟踪就变得精确而平滑。

每当自动化应用程序采用悬挂负载、滚珠丝杠、皮带驱动线性滑块或非刚性电机负载联轴器时，都存在振动的风险。随着振动抑制控制作为标准功能，伺服驱动器可以有效地提高机器的周期时间和性能，应用于电子组装、半导体、机床和实验室自动化等领域。

Markus Erlich博士是Servotronix Motion Control公司的营销副总裁。由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程，mhoske@cfemedia.com．

关键概念

具有悬垂负载的应用程序可以在伺服驱动器中使用振动抑制软件，以简化机器设计。

振动抑制进行测量，使用逻辑计算校正输出，并通过伺服电机应用输出。

振动抑制有助于机器人、电子组装、半导体、机床和实验室自动化。

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减少振动可以提高性能，减少磨损。

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也可以看到Servotronix的YouTube视频振动抑制技术示范．

也请参阅下面的文章，链接如下:优化伺服控制与自适应非线性算法。

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