数控设备维护维修企业解决方案资源建设子项目7ACS学习资源包培训课件-频域分析功能.ppt

SPiiPlus Training Class SPiiPlus FRF Analyzer 苏州钧信自动控制有限公司 杨凯博 SPiiPlus FRF Analyzer? 是SPiiPlus控制器特有的一款功能强大的图形化伺服分析工具（is a powerful servo analysis GUI for SPiiPlus motion controllers.） 强大的机电特性描述工具可以给需要调试和性能优化的机械系统调试出最佳的性能。（Powerful electro-mechanical characterization tool that takes machine tuning and optimization a great leap forward.） 使用这款工具用户可以：（With this tool users can：） 获得机械特性曲线（Obtain the mechanical signatures of the machine.） 确定和补偿机械共振（Identify and compensate for mechanical resonances.） 比较两个不同的机械系统（Compare between different machines.） 使性能优化和改善稳定性（Optimize performance and improve stability.） SPiiPlus FRF Analyzer FRF = Frequency Response Function, 也可以被认为是稳态传递函数; 系统行为被输入一个正弦信号的稳态响应来评估; 正弦响应按照振幅和相位依据多种不同的频率表述。 SPiiPlus FRF Analyzer FRF测试被执行从20KHz开始 测量被激励以正弦扫频。 正弦扫频信号持续在整个测量过程中 伯德图和乃奎斯特曲线可供分析 控制滤波器仿真修改而不需要再次测量。 控制器FRF的测量值，设备的FRF，开环的FRF，闭环的FRF。 SPiiPlus FRF Analyzer 设备FRF描述了驱动器指令和反馈位置之间的关系，插图： P(s). 设备是指与运动控制器不相关的组成体系驱动器、电机、反馈元件、和机台（The plant is external to the motion controller and constitutes of the drive, the motor, the feedback device and the mechanical stage. ） Plant FRF 控制器FRF描述了位置误差和驱动器指令之间的关系，插图C(s).这就是在控制器中执行的控制算法。 Controller FRF 所谓的“PIV滤波器”与”PID滤波器”在结构上有所相似。这个FRF滤波器被三个参数所支配：速度环的比例增益（Kv），速度环的积分增益（Ki）以及位置环的比例增益（Kp）。 低通滤波器与 PIV 滤波器串联帮助减弱高频共振。 控制器FRF也可以包括陷波滤波器用于抑制共振，以及通用的二阶滤波器为第二命令滤波器，有很多用法。 Controller FRF 开环FRF是环路传递函数通过函数OL(s) = C(s)*P(s)描述，该函数在系统稳定性中扮演主要角色来 Open Loop FRF 闭环FRF描述了一个闭环系统中给定位置和反馈位置之间的关系 通过函数CL(s) = C(s)*P(s)/(1+C(s)*P(s))来描述. Closed Loop FRF 从闭环FRF可以量化闭环带宽。传统的带宽定义是频率在闭环FRF量级等于–3dB 或者相位等于–90° ，无论哪个排在前面（From the closed loop FRF it is possible to quantify the closed loop bandwidth. The traditional definition of bandwidth is the frequency at which the closed loop FRF magnitude equals –3dB, or the phase equals –90° , whichever comes first.） 一个可供选择的定义是开环下的第一个增益穿越频率，这个定义为带宽直接提供了一个象征，即使在之前就有共振。（An alternative definition is the first gain crossover frequency of the open loop FRF. This definition provides a direct indication of the bandwidth, even in t