作為國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)器生產(chǎn)廠商的清能德創(chuàng)，在伺服產(chǎn)品領(lǐng)域沉浸相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，而對(duì)于國(guó)產(chǎn)直驅(qū)電機(jī)而言，他還是一股新生力量，但是憑借在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，直驅(qū)領(lǐng)域的發(fā)展力度在逐年增大。直驅(qū)分論壇上，清能德創(chuàng)市場(chǎng)部經(jīng)理李星霖以一篇《直驅(qū)伺服系統(tǒng)在精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)中的應(yīng)用》的演講，分享了CoolDrive S7L高性能伺服在精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)這一細(xì)分領(lǐng)域的應(yīng)用。

       精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的特點(diǎn)及控制難點(diǎn)：

       精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在半導(dǎo)體制造、PCB檢測(cè)、液晶面板、鋰電光伏這些行業(yè)已經(jīng)開始成批量應(yīng)用，行業(yè)廠商之所以選用精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，有以下幾點(diǎn)原因：

　　1、高速度、高加減速和高精度，大幅提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量;

　　2、運(yùn)動(dòng)部件主要采用直驅(qū)系統(tǒng)，具有高速度和高精度的特點(diǎn);

　　3、精密平臺(tái)是采用復(fù)雜的多軸同步控制，具有極強(qiáng)的機(jī)械耦合性;

　　4、產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性，長(zhǎng)時(shí)間無(wú)故障運(yùn)行;

　　直驅(qū)電機(jī)相比于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)省去了機(jī)械傳動(dòng)這一部分，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)摩擦、無(wú)背隙、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但消除中間機(jī)械結(jié)構(gòu)也帶來(lái)了一系列的問(wèn)題：

　　第一，沒(méi)有了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之后，負(fù)載與動(dòng)子同步運(yùn)動(dòng)，負(fù)載擾動(dòng)直接作用于電機(jī)。

　　第二，直線電機(jī)自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，導(dǎo)致易產(chǎn)生推力波動(dòng)。

　　第三，電機(jī)與負(fù)載直接連接，需要更高的控制增益及振動(dòng)抑制能力。高速度、高精度的特點(diǎn)對(duì)驅(qū)動(dòng)器的控制性能要求更高。

       優(yōu)化直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制算法和功能

　　針對(duì)直線電機(jī)的控制難點(diǎn)，清能德創(chuàng)對(duì)CoolDrive S7L做了大量的算法優(yōu)化及功能設(shè)計(jì)，使整個(gè)伺服更適合高精度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的要求。

　　首先，系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)功能。實(shí)際系統(tǒng)中存在負(fù)載慣量、電機(jī)參數(shù)變化及非線性摩擦等不確定因素，使得預(yù)先設(shè)定的控制參數(shù)無(wú)法匹配系統(tǒng)運(yùn)行的所有過(guò)程。而“系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)”功能，可以更精準(zhǔn)的辨識(shí)系統(tǒng)參數(shù)并通過(guò)相應(yīng)的補(bǔ)償，將各軸響應(yīng)特性調(diào)整一致，進(jìn)而保證精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的軌跡精度。

　　其次，針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)，我們?cè)黾恿恕皺C(jī)械特性分析功能”。通過(guò)這個(gè)功能可以得到設(shè)備的機(jī)械和負(fù)載特性，快速獲取其頻域曲線。根據(jù)頻域曲線，可以分析影響機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)的因素，以及伺服在不同頻率下的響應(yīng)特性，進(jìn)而有效消除位置誤差，大幅縮短整定時(shí)間，最大程度的發(fā)揮設(shè)備的性能。它的原理相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單：通過(guò)將一定頻率范圍內(nèi)向設(shè)備傳輸正弦波，然后記錄驅(qū)動(dòng)器對(duì)每個(gè)頻率的響應(yīng)，并生成一個(gè)設(shè)備模型(頻率響應(yīng))。再根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，確定調(diào)整驅(qū)動(dòng)器參數(shù)。

　　清能德創(chuàng)提供的“機(jī)械特性分析”功能可以生成多次諧波去遍歷機(jī)械響應(yīng)，這樣檢測(cè)的速度會(huì)更快。在調(diào)試軟件里面可以看到，掃頻過(guò)后就會(huì)自動(dòng)生成頻域分析的波特圖，顯示不同頻率下的機(jī)械特性，以此為根據(jù)來(lái)做相應(yīng)的參數(shù)設(shè)定。

　　第三，模型跟蹤振動(dòng)抑制功能。區(qū)別于傳統(tǒng)諧波濾波器抑振方法，S7L將負(fù)載加入被控模型，消除反共振頻率，從而有效抑制低頻振動(dòng)，提高運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

　　第四，自動(dòng)剛度調(diào)整功能。通過(guò)該功能，只需選擇不同的剛度等級(jí)，系統(tǒng)自動(dòng)配置相應(yīng)的伺服參數(shù)，僅需簡(jiǎn)單幾步，即可完成配置，大幅縮短調(diào)試時(shí)間，降低對(duì)調(diào)試人員的要求。

　　一般來(lái)說(shuō)，如果整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)、安裝各方面都比較好，通過(guò)選擇不同的剛度等級(jí)就能調(diào)整好伺服參數(shù)。如果選擇自動(dòng)剛度調(diào)整后，仍然與系統(tǒng)要求有一定偏差，只需要在系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整的參數(shù)上微調(diào)相應(yīng)的數(shù)值，也能快速達(dá)到一個(gè)理想的效果，包括響應(yīng)速度、整定時(shí)間等各方面都能達(dá)到系統(tǒng)要求。

　　第五，高精度龍門算法。運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)采用龍門結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越多。與其它伺服龍門控制方案不同的是，S7L提供了專用高速龍門通訊接口，不僅可以同步龍門軸的位置信息，還可同步速度、轉(zhuǎn)矩等多種數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的龍門控制。采用交叉解耦龍門算法，相比傳統(tǒng)主從跟隨控制方式，同步精度更高，調(diào)試更加方便。

　　龍門同步通訊周期快至62.5μs，跟伺服電流環(huán)控制周期是同步的;支持剛性龍門和柔性龍門控制;可設(shè)置多種告警觸發(fā)和回零方式。

　　清能德創(chuàng)直驅(qū)伺服系統(tǒng)，酷智系列CoolDrive S7　　

　　CoolDrive S7是清能德創(chuàng)提出的新一代智能伺服驅(qū)動(dòng)器，具有性能卓越、方便實(shí)用、安全可靠、機(jī)型豐富等特點(diǎn)。

　　性能卓越：采用多核DSP設(shè)計(jì)，設(shè)備性能大幅提升，電流環(huán)更新時(shí)間快至2.5μs，電流采樣精度16bit，支持多種類型編碼器。

　　方便實(shí)用：400W設(shè)備寬度僅30mm，大幅減少設(shè)備安裝空間，直觀清晰的OLED屏顯，方便了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，內(nèi)置參數(shù)自整定、振動(dòng)抑制等實(shí)用功能，便捷易用。向?qū)紻riveMaster伺服調(diào)試軟件，功能更強(qiáng)大，使用更方便。

　　安全可靠：集成STO、SS1、SS2、SBC等安全功能，防止設(shè)備故障或突然斷電時(shí)造成的誤傷害，保證設(shè)備和人身安全。內(nèi)置動(dòng)態(tài)制動(dòng)功能，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)中突然停止出力時(shí)，例如突然斷電、異常操作等，可使電機(jī)繞組U、V、W 短路的動(dòng)態(tài)制動(dòng)功能工作，實(shí)現(xiàn)電機(jī)快速制動(dòng)。此外，產(chǎn)品通過(guò)CE、TüV-NORD功能安全等多項(xiàng)國(guó)際認(rèn)證，專業(yè)可靠，使用更放心。

　　機(jī)型豐富：目前CoolDrive S7L直驅(qū)伺服系列，提供EtherCAT高速以太網(wǎng)實(shí)時(shí)通訊，同時(shí)還支持脈沖模擬量控制方式。