文档介绍：伺服系统的参数调整和性能指标试验
伺服系统的参数调整理论基础
伺服系统包含三个反响回路（地址回路、速度回路以及电流回路）。最内环
回路的反响速度最快，中间环节的反响速度一定高于最外环。若是未遵守此原则，
将会因
此，作为内环的电流环应拥有较小的采样周期才能获取好的电流调治性能。而电流控制器的比率增益则是此中一个重要参数。
电流控制器参数确实定，一定考虑以下要素：
（1）因为电流控制存在相位延缓，所以，当输入三相正弦电流指令时，三
相输出电流在相位大将产生必然的滞后，同时在幅值上也会有所降落，因为这两个原由，一方面破坏了电流矢量的解耦条件、另一方面降低了输出转矩。为了战胜这类影响，在对电流相位进行补偿的同时需要增大电流环的增益。
（2）因为电流检测器件的漂移偏差会引起转速的颠簸，若提升电流控制器
的增益，必然会放大漂移偏差，对转速的控制精度产生不利的影响，故不能够过大提升电流控制器的增益。
（3）为了保持电流环的牢固性，也不宜过于增添电流控制器的增益。
（4）电流环增益过大还会产生较大体转矩脉动和磁场噪音。
电流调治器的增益应知足以下条件：
[(1
1
1
)(TaTPWMTcf)1]
Ta
TPWM
Tcf
KPC
KPWMKcfKa
上式中，KPWM为PWM逆变器放大系数，TPWM为PWM逆变器开关的延时
时间，Tcf为电流反响滤波时间常数，
Kcf为电流反响增益，Ta为电气时间常数。
在交流伺服系统中，电流环的控制是影响交流伺服系统控制性能的重点。一
般都要求电流环的控制有优异的快速性，并且输出电流纹波小，但是因为采纳
PWM控制方式时，为防备上、下桥臂直通短路而加入的导通延时将阻挡提升电
流控制精度，且纹波电流大小取决于载波频率的上限，所以，采纳高性能的电流
检测器和提升PWM载波频率可作为提升电流控制环响应速度及提升闭环增益
的有效举措。但平时的交流伺服驱动产品中，电流环节相关参数在出厂时都设置
好，防备用户自行调治。
典型的交流伺服系统电流控制环的频率特点如图3所示（采纳GTR）。
图3电流控制环频率特点

速度控制是交流伺服系统中极为重要的一个环节，其控制性能是伺服性能的
一个重要组成部分。从广义上讲，速度伺服控制应拥有高精度、快响应的特点具
体而言，反响为小的速度脉功率、快的频率响应、宽的调速范围等性能指标。一
般应采纳高分辨率、快响应且纹波小的速度检测器，采纳高性能电流检测器和较
高开关频率的大功率电力电子器件。
其性能指标主要有三点：
（1）频率响应为300Hz以上；
（2）速度控制范围为1：1000以上；
（3）转速不平均度小于6％。
高精度的交流伺服系统—般都要求高性能的电流控制，即提升电流控制响应速度和改进电流波形，以获取高精度的转矩控制性能。所以，一方面需要减小三相永磁同步伺服电动机速度反电势的正弦波形畸变以改进电动机空间磁场的分
布；另一方由要减小电流检测的漂移偏差，并适合对该偏差加以补偿。同时，采
用高开关频率的功率器件（如IGBT），提升电流的控制精度，减少引起转矩脉动的低次谐波电流重量，降低转速脉动。
转速反响对转速脉动产生影响的两个要素，是转速采样时间引起的检测滞后和转速检测的分辨率。此中若转速检测时间引起的滞后过大会恶化驱动系统的动向性能，易使伺服驱动系统在由高速切换到低速运转时产生振荡现象。而转速检测的矫捷度对伺服驱动系统在稳态运转的平稳性有着至关重要的作用。
若是增大速度控制器比率增益，则能降低转速脉动的变化量，提升伺服驱动系统的硬度，保证系统稳态及瞬态运转时的性能。但是在实质系统中，速度控制器比率增益不能够过大，不然将引起整个伺服驱动系统振荡。
所以，当负载对象的转动惯量与电动机的转动惯量之比增大以及负载的摩擦
转矩增大时，宜增大比率增益和积分增益，即增大积分时间常数。以知足牢固性
的要求。
而当负载对象的转功惯量与电动机的转动惯量之比减小以及负载的摩擦转矩减小时宜减小积分时间常数和比率增益，保证低速运转时的速度控制精度。

作为进给驱动用的交流伺服系统，在性能上有双方面的要求：一方面要有稳
定圆滑的瞬态响应；另一方面稳态地址追踪