自动调谐配置属性

下面是与运动控制轴的自动调谐配置相关的属性。

系统阻尼

用途	访问	T	数据类型	默认值	最小值	最大值	值语义
必需 - C （由阻尼系数派生）	设置/SSV		REAL	1	0.5	2.0

使用“设置”服务或 SSV 指令设置“系统阻尼”属性值时，会根据驱动器模型时间常数 (DMTC) 的当前值计算并更新系统带宽，然后计算并更新适用的环增益属性值。“系统阻尼”属性设计用于实现一键式手动调谐过程。

阻尼系数越大，内环路与外环路带宽之比越大。通常，“系统阻尼”属性控制着整个控制环的动态响应。

以位置环模式运行

如果将驱动器配置为以位置环模式运行，会按以下方式计算，并将所得值应用于“系统带宽”属性：

系统带宽 = 1/16 阻尼系数⁴ * 1/DMTC

以速度环模式运行

如果将驱动器配置为以速度环模式运行，按以下方式计算：

系统带宽 = 1/4 阻尼系数² * 1/DMTC

负载耦合

如果负载耦合设为“兼容”且“增益调谐配置位”属性中的“使用负载比率”位置位，则前文所得的系统带宽要除以负载率的值。

系统带宽 /= (负载率 + 1)

系统带宽值

除了更新系统带宽值外，还会计算与设置系统带宽值相关的等式。

该属性的值还可使用“阻尼系数”属性精心更新。若该属性根据“阻尼系数”属性计算，则不会执行任何运算；只是更新“系统阻尼”属性值。使用 SSV 指令设置“系统阻尼”属性的值时，还会更新“阻尼系数”属性的值。

该属性的值还可通过“阻尼系数”属性的“设置”服务更新。若该属性根据“阻尼系数”属性计算，则不会执行任何运算；只是更新“系统阻尼”属性值。

使用“设置”服务或 SSV 指令设置“系统阻尼”属性的值时，还会更新“阻尼系数”属性的值。

系统带宽

用途	访问	T	数据类型	默认值	最小值	最大值	值语义
必需 - C （由伺服带宽派生）	设置/SSV		REAL	0	0		环带宽单位

使用“设置”服务或 SSV 指令设置“系统带宽”属性值时，会根据当前系统阻尼 (Z) 计算并更新适用的环增益属性值。“系统带宽”属性设计用于实现一键式手动调谐过程。如果将驱动器配置为以速度环模式运行，系统带宽将等于速度环的带宽。如果将驱动器配置为以位置环模式运行，系统带宽等于位置环的带宽。除了计算和更新“环带宽”属性值外，更新该属性时，还会根据“增益调谐配置位”的设置来更新“积分带宽”属性以及“前馈”属性。

以下配置会影响该属性的计算，具体如下：

以位置环模式运行

如果将驱动器配置为以位置环模式运行，按以下方式计算：

位置环带宽 = 系统带宽

位置积分带宽 = 0.25 阻尼系数²* 系统带宽

速度环带宽 = 4 * 阻尼系数²* 系统带宽

速度积分带宽 = 系统带宽

速度误差容限 = 2 * max(最大加速度, 最大减速度) / 速度环带宽 (rad/s)

位置误差容限 = 2 * 最大速度/位置环带宽 (rad/s)

以速度环模式运行

如果将驱动器配置为以速度环模式运行，按以下方式计算：

速度环带宽 = 系统带宽

位置积分带宽 = 0.25/阻尼系数²* 系统带宽

速度误差容限 = 2 * max(最大加速度, 最大减速度) / 速度环带宽 (rad/s)

负载观测器配置

如果“负载观测器配置”设置指示观测器功能已启用，则执行以下运算：

负载观测器带宽 = 速度环带宽

增益调谐配置

如果“调谐转矩低通滤波器”的“增益调谐配置”位已置位，则执行以下运算：

转矩低通滤波器带宽 = 5 * 速度环带宽。

“系统带宽”值还可根据轴配置在使用“设置”服务设置“位置伺服带宽”或“速度伺服带宽”属性时进行更新。如果已配置为位置环模式，可通过设置“位置伺服带宽”更新“系统带宽”。如果已配置为速度环模式，可通过设置“速度伺服带宽”更新“系统带宽”。若根据以上任一属性计算，则不会执行任何运算；只是更新“系统带宽”属性值。

使用“设置”服务或 SSV 指令设置“系统带宽”属性时，还会根据轴配置更新“位置伺服带宽”或“速度伺服带宽”属性。如果已配置为位置环模式，会更新“位置伺服带宽”。如果已配置为速度环模式，会更新“速度伺服带宽”。

阻尼系数

用途	访问	T	数据类型	默认值	最小值	最大值	值语义
必需 - GPV	设置/SSV		REAL	FD	0.5	2.0	-

“阻尼系数”属性值用于在执行“运动运行轴调谐”(MRAT) 指令期间计算“最大位置”和“速度伺服带宽”的值。通常，“阻尼系数”属性控制着驱动器轴的动态响应。当使用较小的阻尼系数（例如 0.7）调谐增益时，对轴执行阶跃响应测试时，可能产生速度过冲的欠阻尼行为。使用较大的阻尼系数（例如 1.0）时，生成的增益集将产生无过冲的系统阶跃响应且该响应适用于大多数应用。

设置“阻尼系数”属性时，还会更新“系统阻尼”属性值以支持手动调谐。

位置伺服带宽

用途	访问	T	数据类型	默认值	最小值	最大值	值语义
必需 - P	设置/SSV		REAL	FD	0		环带宽单位

“位置伺服带宽”的值表示软件自动调谐功能计算位置环增益所用的位置环统一增益带宽。统一增益带宽是一种频率，超过该频率后位置伺服不能提供任何有意义的位置干扰校正。通常，在确保伺服系统稳定的情况下，位置伺服带宽越大，系统的动态响应性能越好。位置伺服带宽的最大值由 MRAT 指令生成。根据该最大值计算增益时，软件自动调谐过程将与使用“阻尼系数”的当前值生成一致的动态响应。

若在已配置为以位置环模式运行时设置“位置伺服带宽”属性，还会更新“系统带宽”属性值以支持手动调谐。

速度伺服带宽

用途	访问	T	数据类型	默认值	最小值	最大值	值语义
必需 - PV	设置/SSV		REAL	FD	0		环带宽单位

“速度伺服带宽”的值表示软件自动调谐功能计算速度环增益所用的速度环统一增益带宽。统一增益带宽是一种频率，超过该频率后速度伺服不能提供任何有意义的位置干扰校正。通常，在确保伺服系统稳定的情况下，速度伺服带宽越大，系统的动态响应性能越好。速度伺服带宽的最大值由 MRAT 指令生成。根据该最大值计算增益时，使用软件自动调谐过程将与使用“阻尼系数”的当前值生成一致的动态响应。

若在已配置为以速度环模式运行时设置“速度伺服带宽”属性，还会更新“系统带宽”属性值以支持手动调谐。

驱动器模型时间常数

用途	访问	T	数据类型	默认值	最小值	最大值	值语义
必需 - C	设置/ SSV#		REAL	0.0015 FD	10^-6	1	秒
# 表示在跟踪给定值启用（“CIP 轴内部状态”中的“正在跟踪给定值”位为真）时，不能设置属性。

“驱动器模型时间常数”值表示驱动器电流环的集总模型时间常数，用于计算速度和位置伺服带宽值。驱动器模型时间常数是驱动器电流环时间常数、反馈采样周期、计算延时及与速度反馈滤波器相关的时间常数之和。该值由软件基于具体的驱动放大器和电机反馈选择进行设置。

由于速度反馈滤波器的带宽取决于反馈设备的分辨率，所以采用高分辨率反馈设备时，驱动器模型时间常数值更小。

转换器模型时间常数

用途	访问	T	数据类型	默认值	最小值	最大值	值语义
必需 - G	设置/ SSV#		REAL	0.0015 FD	10^-6	1	秒
# 表示在跟踪给定值启用（“CIP 轴内部状态”中的“正在跟踪给定值”位为真）时，不能设置属性。

“转换器模型时间常数”值表示转换器电流环的集总模型时间常数，用于计算母线电压环带宽值。“转换器模型时间常数”是转换器电流环时间常数与计算延时之和。该值由软件基于具体的转换器选择进行设置。

（若在已配置为以有功电流控制模式运行时设置“转换器模型时间常数”属性，还会更新“系统带宽”属性值以支持手动调谐。）

应用类型

用途	访问	T	数据类型	默认值	最小值	最大值	值语义
必需 - PV	设置/GSV		USINT	1	-	-	枚举值： 0 = 自定义 1 = 基本 2 = 跟踪 3 = 点到点 4 = 匀速 5-255 = 保留

该属性用于指定运动控制应用的类型，配置和自动调谐软件将使用该值来设置“增益调谐配置位”属性，用以为应用确定适当的总增益。

下面的表列出了应用类型与增益调谐配置位之间的关系。

第一张表是各个应用类型适用的积分器带宽值。“增益调谐配置位”属性中设有单独的位，来分别使能位置积分器带宽 (Kpi) 和速度积分器带宽 (Kvi) 的调谐。积分器挂起 (iHold) 设置适用于任何激活的积分器。

应用类型	Kpi	Kvi	iHold
自定义	-	-	-
基本	no	no	no
跟踪	no	yes	no
点到点	yes	no	yes
匀速	no	yes	no

第二张表是各个应用类型适用的前馈值。“增益调谐配置位”属性中设有单独的位，来分别使能速度前馈 (Kvff) 和加速度前馈 (Kaff) 的调谐。

应用类型	Kvff	Kaff
自定义	-	-
基本	yes	no
跟踪	yes	yes
点到点	no	no
匀速	yes	no

最后，“转矩低通滤波器”位用于使能“转矩低通滤波器带宽”的调谐。该位适用于除“自定义”类型之外的所有其他应用类型。

应用类型	转矩低通滤波器
自定义	-
基本	yes
跟踪	yes
点到点	yes
匀速	yes

如果将应用类型设置为“自定义”类型，则用户可通过更改“增益调谐配置位”属性中的位设置来直接控制各增益计算。对于其他非“自定义”类型的应用类型，这些位设置不能更改，因此会与应用类型始终保持与上述表格所定义的固定关系。

环响应

用途	访问	T	数据类型	默认值	最小值	最大值	值语义
必需 - GPV	设置/GSV		USINT	1	-	-	枚举值： 0 = 低 1 = 中 2 = 高 3-255 = 保留

配置和自动调谐软件使用“环响应”属性来确定控制环的响应度。具体而言，配置软件使用“环响应”属性来确定阻尼系数 (Z) 的值，用以计算各增益值。阻尼系数值与“环响应”枚举值的对应关系如下表所示：

环响应	阻尼系数
低	1.5
中	1.0
高	0.8

“环响应”的“高”枚举值最适合于需要最高级别控制性能的系统。通常是指具有相对轻负载惯量/质量（例如，负载率 < 3）的刚性机械系统。

“环响应”的“中”枚举值最适合于具有适度负载（例如，负载率 < 10）的通用控制应用。此设置对刚性和柔性机械系统均适用。

“环响应”的“中”枚举值最适合于控制重负载惯量/质量（例如，负载率 > 10）的系统。这些系统的重负载惯量/质量通常需要更窄的位置和速度环带宽，以便保持稳定性并最大限度减少电机发热。

在给定的“环响应”设置下，可将“系统惯量”值设置为机械系统的总惯量，来补偿负载惯量/质量，从而提高整体系统性能。

负载耦合

用途	访问	T	数据类型	默认值	最小值	最大值	值语义
必需 - C	设置/GSV		USINT	0	-	-	枚举值： 0 = 刚性 1 = 柔性 2-255 = 保留

配置和自动调谐软件通过“负载耦合”属性来确定如何基于电流负载率进行环增益降额。在使用相对较低负载率值或刚性机械体的高性能应用中，通常不需要降额。而对于使用相对较高负载率值或柔性机械体的应用中，建议基于负载率对环增益进行降额。降额时，只需将标称环带宽值除以一个系数（负载率 + 1）。

增益调谐配置位

用途	访问	T	数据类型	默认值	最小值	最大值	值语义
必需 - C	设置/ SSV#		WORD	1 位 4-7 FD	-	-	位域 0 = 运行惯量测试 1 = 使用负载比率 2 = 保留 3 = 保留 4 = 调谐位置积分器 5 = 调谐速度积分器 6 = 调谐速度前馈 7 = 调谐加速度前馈 8 = 调谐转矩低通滤波器 9...15 = 保留
# 表示在跟踪给定值启用（“CIP 轴内部状态”中的“正在跟踪给定值”位为真）时，不能设置属性。

“增益调谐配置位”属性是一个位域属性，用于控制环增益调谐计算。

可通过 SSV 指令以编程方式更新位 4-7，但前提是应用类型需要设置为“自定义”类型。

下表详细说明了该属性的各个位：

位名称	说明
运行惯量测试	该位用于决定 MRAT 调谐指令是否向驱动器发送惯量测试服务来执行惯量测量。如果该位置位，将执行惯量测试。如果该位清零，则 MRAT 将立即完成而不执行惯量测量。
使用负载比率	该位用于决定在计算总惯量和系统带宽时是否使用负载率。如果该位置位，进行这些计算时将使用负载率。如果该位清零，则负载率对总惯量或系统带宽不会有任何影响。
调谐位置积分器	“调谐位置积分器”位属性用于决定自动调谐算法是否计算位置积分器带宽值。如果该位清零（假），位置积分器带宽值将设为零，表示禁用该积分器。
调谐速度积分器	“调谐速度积分器”位属性用于决定调谐算法是否计算速度积分器带宽值。如果该位清零（假），速度积分器带宽值将设为零，表示禁用该积分器。
调谐速度前馈	“调谐速度前馈”位属性用于决定调谐算法是否计算速度前馈增益值。如果该位清零（假），速度前馈增益值将设为零。
调谐加速度前馈	“调谐加速度前馈”位属性用于决定调谐算法是否计算加速度前馈增益值。如果该位清零（假），加速度前馈增益值将设为零。
调谐转矩低通滤波器	“调谐转矩低通滤波器”位属性用于决定调谐算法是否计算转矩低通滤波器带宽值。如果该位清零（假），则增益调谐算法不会计算或更改转矩低通滤波器带宽值。

CIP 轴属性

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