圖1 高精度伺服控制成型機械手
2.2 伺服系統(tǒng) 本項目機械手是單軸結(jié)構(gòu)的機械手，基本的硬件配置分為控制部分和驅(qū)動部分。 （1）控制器?？刂破饔蓡纹瑱C開發(fā)而成的手持式控制系統(tǒng)，采用模擬量控制伺服驅(qū)動器 （2）驅(qū)動器。 臺達ASD-A0421LA伺服驅(qū)動器+ECMA-C3060402ES伺服電機，也就是臺達伺服的ASD-A的驅(qū)動器驅(qū)動和ASD-B的電機的A+B的配置。 （3）傳動結(jié)構(gòu)。伺服與負載之間的傳動結(jié)構(gòu)是采用5：1減速機和 T型齒型鋼絲PU皮帶傳 動。 （4）系統(tǒng)框圖。伺服控制系統(tǒng)框圖設計參見圖2。
圖2 伺服控制系統(tǒng)框圖
3 伺服運動穩(wěn)定性調(diào)試調(diào)試 首先使用臺達調(diào)試軟件估測出負載慣量比為68.6，在這樣的慣量情況下要實現(xiàn)伺服的高速響應，必須要提高伺服增益以保證伺服的控制機能，但是在將增益調(diào)整到一定的高度以后就必然會出現(xiàn)機械共振，至于通過FFT軟件抓取了機械共振點在189 Hz 的頻率附近，所以，設定了陷波濾波器的頻率為189Hz和衰減率為4db以后,可以將伺服的速度控制增益調(diào)高到5000rad/s以上。 但是在這樣的增益下，電機運行特性仍然很不好，電機在定位時出現(xiàn)反復震蕩，不能快速定位，只能繼續(xù)拉高速度控制增益，但是在增大速度控制增益的時候，由于電流飽和而使電機又出現(xiàn)了震動，在這樣的情況下只能將共振低通濾波和外部干擾抵抗增益降低。這樣就把速度控制增益提高到7000rad/s以上。伺服可以快速而準確的定位，不再反復震蕩。 圖3、圖4兩條曲線是由ASD-A伺服調(diào)試軟件抓取得實時曲線，在這樣的運行情況，伺服的運行并不平穩(wěn)，伺服的運行情況是，在加速時電機會出現(xiàn)高速加速，伺服以1600rpm速度運行，在運行到中間時伺服會出現(xiàn)一個明顯加速過程，伺服的運行速度在1000rpm左右，這樣的運行情況是無法滿足客戶的要求的。
圖3 控制器速度命令曲線1
圖4 電機運行速度曲線1
通過觀察兩條曲線（控制器速度命令曲線1和電機運行速度曲線1）可以發(fā)現(xiàn)，伺服電機幾乎是完全按照上位機速度運行命令在運動的，可是，為什么會出現(xiàn)這種加減速過程呢？ 通過與其他工程師溝通和共同研究，發(fā)現(xiàn)由于負載慣量過大，造成伺服速度響應不夠快，使得速度誤差過大，所以伺服在不斷的針對速度誤差進行積分整定，而該機械手控制器在作位置控制的時候接受伺服編碼器信號作積分整定的積分環(huán)節(jié)時，控制器在采
