[科普中国]-速度环运算

速度环运算是伺服电机运动控制的一环。运动伺服一般都是三环控制系统，从内到外依次是电流环、速度环、位置环。速度环的输入就是位置调节后的输出以及位置设定的前馈值，速度环输入值和速度环反馈值进行比较后的差值在速度环做PID调节（主要是比例增益和积分处理）后输出到电流环。速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。速度环控制包含了速度环和电流环1。

速度模式速度模式是指通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PD控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度1。

基本要求根据对于实际系统的分析，为了使系统性能达到规定的技术指标，在设计速度环时应当考虑以下要求。

（1）速度环串联校正装置应当包含一个积分环节，以克服伺服电机死区和功率放大器漂移造成的静态误差，保证静态精度指标，提高系统静态刚度。

（2）把速度环闭环特性设计成过阻尼的，使它的主极点成为一对实极点。这样有利于克服干摩擦影响，改善伺服系统低速运行特性。另外，前馈补偿装置(它的传递函数等于速度环闭环传递函数的倒数)可以用一对简单的比例加微分环节实现，以利于展宽系统频带。

（3）互相联接的各元、部件之间信号电平相匹配2。

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黎明 - 副教授 - 西南大学