台达伺服全闭环反馈

1、6.7 全閉環模式當系統存在滑動、間隙與繞曲，使得馬達 Encoder位置與機械位置不相等，此時利用光學尺、外部編碼器等，直接回授機械位置做為定位控制參考點 ，以達到高精度機械定位控制 。機構示意圖如下 ：CN5 光學尺或外部編碼器回授6.7.1 Pt全閉環位置模式控制架構GNUM0, GNUM1第一分子 (P1-44)脈波第二分子 (P2-60)+誤差位置+速度迴路第三分子 (P2-61)比例增益信計數器-號第四分子 (P2-62)P2-00分母 (P1-45)電子齒輪P1-84全閉環切換功能速度估測器(設 0，切換時清除誤差 )P1-72馬達脈波DI : 0x00B馬達一轉脈波數計數器全半

2、閉環切換開關低通濾波器P1-75檢出器檢出器輸輸出極性出脈波數OA/P1-03P1-46OB/P1-74 OA/OB/OZOZ輸出來源選擇P1-73誤差+-光學尺與馬達間計數器誤差過大保護DI : 0x00E全閉環光學尺與馬達編碼器誤差清除馬達機構EncoderCN5外部編碼器在 Pt 模式下，如果電子齒輪比設定為1，輸入 1 脈波信號，則追隨外部編碼器四倍頻後的1 個1脈波。如電子齒輪比設定為2 ，輸入 1 脈波信號，則追隨外部編碼器四倍頻後的2 個脈波。16.7.2 Pr全閉環位置模式控制架構內部 Pr 命令GNUM0, GNUM1第一分子 (P1-44)第二分子 (P2-60)+誤差位置

3、第三分子 (P2-61)計數器比例增益第四分子 (P2-62)-P2-00分母 (P1-45)P1-84全閉環切換功能(設 0，切換時清除誤差 )DI : 0x00B全半閉環切換開關馬達一轉脈波數P1-72檢出器檢出器輸輸出極性出脈波數OA/P1-03P1-46OB/P1-74 OA/OB/OZOZ輸出來源選擇P1-72馬達一轉脈波數P1-73誤差+-光學尺與馬達間計數器誤差過大保護DI : 0x00E全閉環光學尺與馬達編碼器誤差清除+速度迴路-速度估測器馬達脈波計數器低通濾波器P1-75馬達機構EncoderCN5外部編碼器Pr 全閉環模式下，不管外部編碼器解析度，其Pr 回授單位以 128

4、0000 脈波 /馬達 1 轉 為單位。Pr 脈波命令對應外部編碼器四倍頻脈波單位，請參考6.7.3.4 電子齒輪比設定。6.7.3 全閉環使用步驟在開啟全閉環功能 前，請確認以下步驟，完成相關參數設定，再開啟全閉環功能。步驟內容相關參數1接線確認-2設定外部編碼器方向P1-743設定外部編碼器解析P1-724設定電子齒輪比P1-44, P1-455設定光學尺與馬達最大誤差量P1-736設定全、半閉切換時誤差清除功能P1-847設定 DI:DI:全、半閉切換 DI0x0B光學尺與馬達編碼器誤差清除DI0x0E8設定檢出器輸出脈波數P1-03, P1-469開啟全閉環功能P1-746.7.3.1

5、 接線確認CN5 位置反饋信號接頭（全閉迴路）提供外部光學尺或編碼器（ A, B, Z 格式），連接伺服形成全閉環迴路。在位置模式，由上位機所下的脈衝位置命令便是參考外部的光學尺控制迴路架構。CN5 連接器（母）Pin No信號名稱端子記號機能、說明1/Z相輸入Opt_/Z光學尺/Z相輸出2/B相輸入Opt_/B光學尺/B相輸出3B 相輸入Opt_B光學尺B 相輸出4A相輸入Opt_A光學尺A 相輸出5/A 相輸入Opt_/A光學尺/A相輸出6編碼器接地線GND接地7編碼器接地線GND接地8編碼器電源+5V光學尺 + 5V電源9Z 相輸入Opt_Z光學尺Z 相輸出6.7.3.2 確認外部編碼器

6、方向通訊位址： 0194HP1-74 FCON光學尺全閉環功能控制開關0195H光學尺回授正反相選擇0：光學尺 A 相領先 B 相為正方向1：光學尺 B 相領先 A 相為正方向如果不知道編碼器方向，則參考下列步驟。1. 在非 全閉環模式下，使用 PC 軟體，先將 P1-72 設定為 800002. 開啟示波器，將 CH1 與 CH2 分別選擇回授位置 ENC. 與光學尺回授 。3. 將伺服啟動，在安全不會撞機的前提下，利用 JOG 功能，低轉速讓馬達往一個方向移動，此時觀察回授位置與光學尺回授，如下圖：參考上圖， 光學尺的脈波增加方向與馬達回授相反 ，此時利用 P1-74 的 ”光學尺回授正反

7、相選擇 ”設定為 1，把回授訊號反向後，兩個脈波的增加方向會一致如下圖6.7.3.3 馬達一轉時，光學尺對應脈波量計算(P1-72 參數計算方式 )P1-72FRES 光學尺全閉環的解析度初值： 5000控制模式： Pt/Pr 全閉環單位： pulse rev設定範圍： 4 80000資料大小： 32bit顯示方式： DEC通訊位址： 0190H0191H相關索引： -參數功能： 馬達轉一圈時全閉環所對應的A/B Pulse數（四倍頻之後）。假設機台使用螺桿傳動，則需差螺桿Pitch 與光學尺解析度，以計算馬達一轉，光學尺脈波數。例一 理論值 (物理量推算 )：以一個 Pitch 為 5mm

8、，光學尺解析度為0.5um 的應用，則可以計算出，馬達一轉時，光學尺回授論理上應為5m10000 pulse0.5例二 實際值 (使用 PC 軟體示波器 )：如果系統傳動非螺桿或機構複雜難以計算，則 非全閉環模式下，將伺服啟動，在安全不會撞機的前提下，利用 JOG 功能，低轉速讓馬達往一個方向移動 ，此時觀察馬達與光學尺回授，如上圖。利用示波器觀察數值差量的功能，量得在同一段時間內，馬達編碼器回授走了1575880 個位移量，而光學尺回授走了12281 個位移量，此時利用公式：馬達一回轉時光學尺脈 波量光學尺位移量 * 1280000 14607 * 1280000| 10000| |馬達編碼

9、器回授位移量1868561，可以求得馬達一轉時，光學尺對應脈波量約等於10000 。註：若螺桿類型的應用，實測後，實際與理論的 “馬達一回轉時光學尺的脈波量 ”相近，則根據理論值設定 P1-72若其他無法得知理論的 “馬達一回轉時光學尺的脈波量 ”應用，則利用實際的 “馬達一回轉時光學尺的脈波量 ”設定 P1-726.7.3.4 電子齒輪比設定Pt 模式：f1:指令脈波， f2:位置指令單位：光學尺脈波 (四倍頻後 )例：如果電子齒輪比設定為1 ，代表輸入 1 脈波信號，則追隨外部編碼器四倍頻後的1 個脈波。1如果電子齒輪比設定為2 ，代表輸入 1 脈波信號，則追隨外部編碼器四倍頻後的 2 個

10、脈波。1Pr 模式：在 Pr 模式下，回授解析以 1280000 pulse/ 馬達 1 轉 為單位，命令脈波N+M-1280000 pulse / rev範例：當馬達旋轉 1 圈，則外部編碼器產生2500 個脈波設定 P1-72 = 2500*4 = 10000Pr 脈波命令對應外部編碼器四倍頻後脈波單位：PUUP144= 外部編碼器四倍頻後脈波1280000P145P172假設希望 Pr 命令 1 脈波對應外部編碼器四倍頻後的1 個脈波，則PUUP144= 11280000P145P172PUU=1, 則P144= 128P145假設希望 Pr 命令 1 脈波對應外部編碼器四倍頻後的2 個

11、脈波，則PUUP144= 21280000P145P172PUU=1, 則P144= 256P145P1-44 GR1電子齒輪比分子（ N1）初值： 128控制模式： PtPr單位： pulse設定範圍： 1 （ 229 -1 ）資料大小： 32bit顯示方式： DEC通訊位址： 0158H0159H相關索引： 6.2.5 節參數功能： 多段電子齒輪比分子設定，請參考P2-60P2-621）在 Pt 模式底下，在 Servo On 下可以變更設定值。2）在 Pr 模式底下，必須在 Servo Off 下才可以變更設定值。P1-45GR2電子齒輪比分母（ M）初值： 10控制模式： PtPr單位

12、： pulse設定範圍： 1 （ 231 -1 ）資料大小： 32bit顯示方式： DEC通訊位址： 015AH015BH相關索引： 6.3.6 節參數功能： 設定錯誤時伺服馬達易產生暴衝，故請依下列規定設定 。指令脈波輸入比值設定指令脈波輸入比值範圍：150 Nx M256001）不論 Pt/Pr 模式底下，在 Servo On 時均不可變更設定值。6.7.3.5 設定光學尺與馬達最大誤差量當系統存在滑動、間隙與繞曲，使得馬達位置與機械位置產生誤差。當誤差過大，則代表連接器鬆脫或其他機構上問題發生，伺服產生異警 40。FERR 光學尺全閉環回授位置和馬達編碼器之間位置誤差過大P1-73的錯誤

13、保護範圍初值： 30000控制模式： Pt/Pr 全閉環單位： Pulse( 以全閉環回授為基準 )設定範圍： 1 （231-1）資料大小： 32bit顯示方式： DEC通訊位址： 0192H0193H相關索引： P2-34參數功能： 當全閉環所回授的 A/B Counter 與伺服馬達本身的編碼器位置回授兩者之間的差異過大則代表可能連接器鬆脫或是其他機構上的問題發生。P1-75FELP全閉環位置檢測器與半閉環位置檢測器誤差低通濾波器時間常數初值： 100控制模式： PtPr單位： msec設定範圍： 0 1000資料大小： 16bit顯示方式： DEC通訊位址： 0196H0197H相關索引

14、： -參數功能：當全閉環與半閉環之間的傳動機構剛性不足的情況下，可以設定適當的時間常數可以提高系統的穩定性。也就是暫態時產生半閉環的效果，穩態之後又可以形成全閉環效果。當剛性足夠時則可以直接By Pass。設為 0 時關閉低通濾波功能（ By Pass ）。傳動機構剛性， P1-75 傳動機構剛性， P1-75 6.7.3.6 設定全、半閉切換時誤差清除功能P1-84HFF半、全閉環切換時誤差清除功能初值： 0控制模式： Pt/Pr 全閉環單位： -設定範圍： 0 1資料大小： 16bit顯示方式： HEX參數功能：通訊位址： 01A8H01A9H相關索引： -半閉環切全閉環誤差清除功能參數功

15、能： 0 : DI 設置為 0x00B 可提供全、半閉環切換。切換時，誤差會被清除。在半閉環下，命令將參考馬達 Encoder，切回全閉環後 ，位置不會移動 。目前位置100Step 1. 全閉環100切換時，位置不變100Step 2. 半閉環100馬達 Encoder外部編碼器馬達 Encoder外部編碼器命令增加 40因機構存在滑動 ，所以馬達與外部編碼器增量不一樣馬達 Encoder150Step 3. 半閉環外部編碼器120切換回全閉環， 位置不會移動馬達 Encoder150Step 4. 全閉環外部編碼器切換回全閉環，位置不移動1201 : DI 設置為 0x00B 可提供全、半

16、閉環切換。切換時，誤差 不會被清除。在半閉環下，命令將參考馬達 Encoder，切回全閉環後，在半閉環所下達的命令，將會變成全閉環的命令。 (切回全閉環位置會移動 )。目前位置110Step 1. 全閉環100切換時，位置不變110Step 2. 半閉環100馬達 Encoder外部編碼器馬達 Encoder外部編碼器命令增加 40因機構存在滑動 ，所以馬達與外部編碼器增量不一樣馬達 Encoder150Step 3. 半閉環外部編碼器120切換回全閉環， 位置會移動馬達 Encoder190Step 4. 全閉環外部編碼器140切換回全閉環，參考外部編碼器，會補償至命令406.7.3.7 設

17、定相關 DI數位輸入（ DI）功能定義表設定值： 0x0B符號數位輸入（ DI）功能說明觸發方式 控制模式FHS全、半閉環模式的切換準位Pt/Pr全閉環設定值： 0x0E符號數位輸入（ DI）功能說明觸發方式 控制模式FEC全閉環光學尺與馬達編碼器誤差清除準位Pt/Pr全閉環6.7.3.8 設定檢出器輸出脈波數通訊位址： 0194HP1-74 FCON光學尺全閉環功能控制開關0195HP1-46 OA/OB/OZ 輸出來源選擇0：OA/OB/OZ輸出來源為馬達的編碼器。1：OA/OB/OZ輸出來源為光學尺全閉環的編碼器。韌體 DSP V1.016 + CPLD 0.07（含以後）提供：2：OA

18、/OB/OZ輸出來源為 CN1 的脈波命令GR3 檢出器輸出脈波數設定通訊位址： 015CH015DH初值： 2500相關索引： -控制模式： ALL單位： pulse設定範圍： 20 320000資料大小： 32bit顯示方式： DEC參數功能： 一回轉單相脈波數設定。設定範圍： 20 320000 。以下情況時，可能會超出驅動器最大可輸出脈波頻率，形成 AL018：1. 編碼器異常P1-762. 馬達轉速大於 P1-76 的設定3.AMSPD 檢出器輸出（ OA, OB ）最高轉速設定初值： 5500控制模式： ALL單位： r/min設定範圍： 0 6000資料大小： 16bit顯示方式： DEC通訊位址： 0198H0199H相關索引： P1-46參數功能：根據馬達應用情形，使用者設定實際會到達的最大轉速，驅動器內部自動產生檢出器均勻化參數。當設定為 0 時取消檢出器均勻化功能。6.7.3