伺服系統(tǒng)在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)“顫抖癥”(即抖動(dòng)或振動(dòng))通常由機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣參數(shù)、控制算法或外部干擾等因素引起。破解這一問題需從多維度綜合分析并采取針對(duì)性措施，以下是具體解決方案：
一、機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化
檢查傳動(dòng)部件
聯(lián)軸器：確保聯(lián)軸器安裝同心，避免偏心或松動(dòng)。若使用彈性聯(lián)軸器，需定期檢查其老化或磨損情況。
齒輪/皮帶：檢查齒輪嚙合間隙、皮帶張緊力是否合適，避免因傳動(dòng)間隙或張力不足導(dǎo)致振動(dòng)。
軸承：確保軸承潤(rùn)滑良好，無(wú)磨損或卡滯現(xiàn)象，必要時(shí)更換軸承。
增強(qiáng)機(jī)械剛性
結(jié)構(gòu)加固：對(duì)薄弱環(huán)節(jié)(如懸臂梁、薄壁件)增加加強(qiáng)筋或支撐，減少機(jī)械變形。
負(fù)載匹配：確保負(fù)載慣量與電機(jī)慣量匹配，避免慣量比過大導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)遲緩或振蕩。
減少共振
頻率分析：通過振動(dòng)測(cè)試儀或頻譜分析儀確定機(jī)械系統(tǒng)的固有頻率，調(diào)整電機(jī)運(yùn)行頻率或增加阻尼器(如橡膠墊、減震器)以避開共振區(qū)。
二、電氣參數(shù)調(diào)整
PID參數(shù)優(yōu)化
比例增益(P)：適當(dāng)降低比例增益，避免系統(tǒng)響應(yīng)過于靈敏導(dǎo)致振蕩。
積分增益(I)：減小積分增益或增加積分時(shí)間常數(shù)，防止積分飽和。
微分增益(D)：適當(dāng)增加微分增益，抑制超調(diào)，但需避免微分過大導(dǎo)致噪聲敏感。
濾波器設(shè)置
速度/位置濾波：在速度環(huán)或位置環(huán)中增加低通濾波器，抑制高頻噪聲。
陷波濾波器：針對(duì)特定共振頻率設(shè)置陷波濾波器，削弱該頻率的振動(dòng)。
增益調(diào)整
速度環(huán)增益：降低速度環(huán)增益，減少速度波動(dòng)。
位置環(huán)增益：適當(dāng)降低位置環(huán)增益，避免位置跟蹤過于激進(jìn)。
三、控制算法改進(jìn)
前饋控制
速度前饋：引入速度前饋補(bǔ)償，減少跟蹤誤差，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。
加速度前饋：在高速運(yùn)動(dòng)中，加速度前饋可減少慣性引起的振動(dòng)。
摩擦補(bǔ)償
庫(kù)侖摩擦補(bǔ)償：針對(duì)靜摩擦和動(dòng)摩擦差異，引入摩擦補(bǔ)償算法，減少低速爬行或抖動(dòng)。
自適應(yīng)控制
參數(shù)自適應(yīng)：采用自適應(yīng)控制算法，實(shí)時(shí)調(diào)整PID參數(shù)，適應(yīng)負(fù)載變化。
四、外部干擾抑制
接地與屏蔽
電機(jī)接地：確保電機(jī)外殼和驅(qū)動(dòng)器接地良好，減少電磁干擾。
信號(hào)屏蔽：對(duì)編碼器信號(hào)線、電源線等采用屏蔽電纜，并單端接地。
電源質(zhì)量
穩(wěn)壓電源：使用穩(wěn)壓電源或UPS，避免電壓波動(dòng)影響驅(qū)動(dòng)器性能。
濾波器：在電源輸入端增加EMI濾波器，抑制高頻噪聲。
環(huán)境因素
溫度控制：確保電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器工作在適宜溫度范圍內(nèi)，避免過熱導(dǎo)致性能下降。
防塵防潮：對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封處理，減少灰塵和濕氣對(duì)傳動(dòng)部件的影響。
五、調(diào)試與診斷
空載與負(fù)載測(cè)試
空載測(cè)試：先進(jìn)行空載運(yùn)行，觀察是否仍存在抖動(dòng)，若空載正常則問題可能出在負(fù)載或傳動(dòng)部分。
負(fù)載測(cè)試：逐步增加負(fù)載，觀察抖動(dòng)是否加劇，確定負(fù)載匹配是否合理。
振動(dòng)分析
頻譜分析：使用振動(dòng)分析儀檢測(cè)振動(dòng)頻率，判斷是機(jī)械共振還是電氣參數(shù)問題。
示波器監(jiān)測(cè)：通過示波器觀察電流、電壓波形，判斷是否存在電氣干擾或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。
參數(shù)微調(diào)
逐步調(diào)整：對(duì)PID參數(shù)、濾波器參數(shù)等進(jìn)行逐步微調(diào)，觀察振動(dòng)變化，找到最優(yōu)參數(shù)組合。
自動(dòng)調(diào)諧：部分驅(qū)動(dòng)器支持自動(dòng)調(diào)諧功能，可利用該功能快速優(yōu)化參數(shù)。
