濾波傳動裝置動態

Ⅰ 一階電路動態分析信號發生器輸出的信號是周期信號,在選擇信號頻率時要符合怎樣的條件才能得到理想的結果

一、振動測量技術
1.1振動測量技術概論
振動測量在近代工程領域中有著極其重要的意義和地位，受到普遍的重現，很多部門和單位都在進行實踐、探索和研究，新的測量方法和手段也在不斷地涌現，這是因為振動是自然界和工程界廣泛存在的現象，要利用它來造福人類離不開振動的測量。
振動測量的主要用途為：各種利用振動工作的機械（如振動給料、振動打夯、振動壓路、振動輸送等），振動篩、振動時效設備、動平衡機以及各種激振設備因其高效率低能耗在國民經濟中得到廣泛的應用。為研究其工作機理以提高生產效率和質量，須進行大量的振動測量。在試驗室內對正在設計或批量生產的產品進行各種振動試驗以考核產品承受振動的能力已成為很多企業的常規任務。
實際系統往往零部件繁多，結合面形狀復雜，理論計算時要進行大量的簡化假設，只能作粗略的力學模型，某些重要參數至今仍無完善的計算方法。用振動測量可以求得系統的動態特性參數。進而適應或修正力學模型，這就是結構動力學中的系統識別或參數識別課題。
效益巨大但造價昂貴的現代化大型系統，經常在高傳遞、大負載、高溫、高壓或高真空等惡劣條件下工作，它們的破壞會造成十分嚴重的後果，據國外統計，在重要產品的故障中有60％以上來自環境因素（包括溫度、振動、沖擊、砂塵等），而在諸環境因素中振動引起的故障幾乎佔30%。
各種工程機械、建築結構、車輛船舶、飛機導彈等系統或自身在運轉過程中產生振動，成為強烈的振源，或受到周圍環境的激勵產生振動。振動量級過大或持續時間較長，造成設備功能失效，嚴重時會造成事故。
利用振動測量手段對運行設備進行在線的狀態監視或故障診斷是保證機組安全，及時消除隱患的重要措施之一。研究人體各器官的振動傳遞特性，設計能減振、隔振的座椅、駕駛艙、手持工具也必須依賴於振動測量。
綜上所述，振動測量是一門綜合性學科，內容豐富，研究的任務也很艱巨。
振動測量可分為被動式和主動式的振動試驗。所謂主動、被動是指振動是否人為施加並且振源是否可控可測，即是否採用激振設備。另外振動和沖擊，有時沒有明確的界限，如瞬時振動亦稱復雜脈沖，兩者使用的感測器和儀器很多可通用。
振動測量的內容有以下兒點。
1．振動量的測量
振動量也稱振動參數，一般指被測系統在選定點上選定方向的運動量（位移、速度、加速度等），原始數據為時間歷程，經分析後可得時域統計值（如幅值、峰值、均方根值等）、相位、頻率、頻譜等。振動量有時也包括力、壓力和角運動量（角位移、角速度、角加速度）和力矩等，但角運動量感測器的小型化目前還是難題。
2．系統動態特性的測量
動態特性參數很多，包括：物理參數，即對應於空間幾何坐標的質量、剛度和阻尼；模態參數，即固有頻率、振型、模態質量、模態剛度和模態阻尼：時域的單位脈沖響應函數，即實頻域的頻率響應函數，機械導納或機械阻抗、傳遞率；復頻域的傳遞函數等，在理論上它們可以互相換算。
3．環境模擬試驗
環境可分為由自然力產生的自然環境和由機器運轉產生的感生環境。環境模擬試驗也稱動強度試驗，是將試驗樣品放在振動台上用規定的參數模擬環境進行激勵，又可分為：
（1）嚴格模擬實際的或預期的振動環境。有的用多次測量得到的頻譜按最大值或包絡線作為規范譜，也有的用磁帶機記錄現場環境振動信號重放在振動台上。
（2）不需要真實模擬振動環境，只要按一定量級的正弦波或掃描正弦波或隨機波進行激勵。這種模擬較為簡單。
（3）除了設計驗證試驗、研製試驗、疲勞試驗、運輸包裝試驗外，目前一些重要或尖端工業採用應力篩選試驗和綜合環境可靠性試驗（CEPT）.在激振同時改變溫度、高度等其他環境參數。
4．振動測量的儀器設備
振動測量所用的儀器設備很小，有單一功能的和多功能的，還有整體式和組合式之分，可根據不同要求進行不同的選擇和組合。
（1）感測器，它將振動量轉變成可以測量的物理量。目前最常用的是加速度感測器（加速度計），
（2）前置放大器，它主要有三種：用於把電荷轉變成電壓的電荷放大器；用於放大電壓的電壓放大器；用於高阻抗轉變為低阻抗的阻抗變換器。目前已有將前置放大器直接裝在感測器內的集成電路式加速度計，又有集阻抗變換、放大、歸一化、濾波、供電多種功能於一體的儀器，稱之為信號適調儀。
（3）信號傳輸、調制解調、多路採集、濾波、微積分。
（4）信號記錄、顯示、讀數、繪圖和列印。
（5）信號分析設備（頻域分析，時域或時差域分析，幅值域分析等）。
（6）激振設備包括信號發生器、功率放大器和激振器（振動台）。
二、感測器的選擇和使用
2.1．感測器的分類
振動感測器的作用原理可分為兩個部分，即機械接收和機電變換，如圖3.5.2所示。機械接收部分的作用是將被測機械量Xt（振動的位移、速度或加速度以及力和應變等）接收為另一個適合於機電變換的中間機械量Xt。機電變換部分再將Xt變換為電量E（電動勢、電流、電荷量或電阻、電容、電感等電參量）。
感測器的機械接收原理分為兩類，即相對式和慣性式。
（1）相對式：以感測器的外殼作為參數坐標，藉助頂桿或間隙的變化（非接觸式）直接接收機械振動。因此被測機械量與中間機械量為與頻率無關的正比關系。即所謂零階系統。具有相對式接收的感測器，它所測得的是以外殼為參考坐標的相對振動。
（2）慣性式：通過感測器的內部質量、彈簧和阻尼器構成的單自由度系統接收被測振動。被測機械量與中間機械量是用二階微分方程聯系，故稱之為二階系統。慣性式感測器所測得的是相對於慣性坐標系統的絕對振動，因此也稱為絕對式振動感測器。
相對式感測器適用於測量結構上兩部件的相對振動，即直接反映結構本身的彈性變形。這種感測器只有作為參考的外殼為靜止時，才能測得絕對振動，故而，當需要測量結構上某點的絕對振動，而周圍又不能建立靜止參數坐標時，則只能選擇慣性式感測器。如行駛車輛的振動、樓房的振動及地震等，都必須選擇慣性式感測器來測量。
振動用感測器有多種多樣，分類方法也不相同，可以從不同角度分類如下：
（1）按被測物理量分，有位移、速度、加速度等感測器。
（2）按工作原理分，有壓電效應、壓磁效應、磁阻效應等感測器。
（3）按能量轉換機理分，有能量轉換、能量控制（又稱發電型和參量型）等感測器。
（4）按工作機理分，有結構型（被測參數變化引起感測器和結構變化而使輸出電量變化，這種變化是利用物理學中場的定律和運動定律而構成）和物性型（利用某些物質的物理、化學性質隨被測參數而變化的原理而構成）感測器。
（5）按轉換過程可逆與否分，有：單向（僅能將被測量轉換為電量，而不能反之）和雙向（能在感測器的輸人、輸出端作雙向傳輸的，都具備可逆性的感測器）感測器。
（6）按輸出信號的形式分，有：模擬式和數字式等感測器。
三、感測器工作特性的測試
（1）頻率響應和安裝諧振頻率的測試。振動感測器頻率響應的校準目的，其一是八個確定感測器所能使用的頻率范圍，對正常的壓電加速度感測器在低於其諧振頻率1／5的頻段內，其靈敏度偏差一般在5％內，而在低於其諧振頻率1／3的頻段內，其靈敏度偏差一般在10％以內：其二是檢查加速度計有無異常響應，因為壓電元件碎裂後，加速度感測器的電容量、靈敏度的變化不十分顯著，而諧振頻率會產生明顯變化，因此諧振頻率的校準是檢驗加速度計是否損壞的最精確的方法。
感測器或測量系統頻率響應偏差的計算一般有兩種方法，一種方法是在響應平坦的頻段上選一頻率，以此頻率的靈敏度為准，計算其餘各點與該點靈敏度的相對偏差，作為頻響偏差。例如可選取f＝100 Hz的點；另一種方法是將響應平坦的頻段上諸點靈敏度取平均值，以平均靈敏度為准，計算各點的靈敏度相對偏差作為頻率響應偏差，這種方法多用於標准感測器。
頻率響應校準一般用正弦激勵法，至少在七個頻率點上進行，對於多軸向感測器一般只進行每個軸向2000 Hz以下的校準，對於重量較大的單軸感測器也只進行2000 Hz以下的頻率響應校準。除七個頻率響應校準外，尚需進行頻率掃描，這是為了檢查感測器在工作頻段內，有無局部諧振。在掃描頻段內，要求所用的振動台軸向正弦加速度失真小於5％，橫向運動小於25％。若頻率響應在工作頻段內偏差超過10％，可能是感測器選擇不當，或者是感測器性能有所變化，此時應當重新進行校準。
對非正弦測量，要使信號波形不失真，就要求相移正比於頻率或為零度，而壓電加速度感測器，因其阻尼通常小於臨界阻尼的0.1，一般無需進行相頻校準。如果感測器是連同濾波器和射極輸出一起使用,則相位隨頻率而改變，往往要進行相頻校準。
目前最常用的頻率校準方法是正弦單點測量、頻率掃描和隨機激勵校準，前兩種一般不涉及相頻，後一種可以和標准感測器進行相位比較校準。此外，還有一種簡易的沖擊法用於確定安裝諧振頻率。
（2）逐點正弦振動頻率響應校準。它比比較法振動裝置簡單，就是將被校和標准感測器及它們的測量系統，背靠背地安裝在校準台上，逐個頻率以標准感測器為准進行相對校準。面對於高頻標准感測器則情況復雜些，因為感測器要進行絕對法高頻校準，它的外殼已經不能被當做剛體，而已經呈現了模態特徵。
最簡單的情況是標准感測器空載時的頻率響應和安裝諧振頻率的測定。空載頻率響應是指感測器傳遞面的振動加速度不變的情況下其電輸出和頻率之間的關系，例如可採用激光干涉法來保持傳遞加速度恆定的情況。
逐點法求取頻響曲線的偏差如前所述或者以某一頻率點為准，或者以平坦段的平均值為准來考慮問題。在實踐中也有採用折線法、最小二乘法或直線擬合法，但這些方法都不合二階單自由度的數學模型，或者計算太繁雜，所以比較實用的是自動掃描法。
（3）自動掃描校準法。它實際上也是一種比較校準。它的校準激勵源是一個微型振動台，在檯面內裝有參考加速度計（或參考標准加速度感測器），這個加速度感測器的固有頻率遠遠高於被校加速度計的固有頻率。利用此加速度計線性頻率段的輸出作為檯面激振力的控制信號，就可維持檯面在任意頻率下的加速度值為常數，則被校感測器的輸出反映了隨頻率變化的情況。被校加速度計的輸出經放大器傳至電平記錄儀即可繪出曲線，這條曲線就是幅頻響應曲線。振動台由功放推動，而功放由壓控振盪器激勵，振盪器的頻率掃描由電平記錄儀通過軟軸驅動，以實現頻率同步；振盪器的輸出電平受來自參考加速度計輸出的控制。利用參考加速度計的輸出電平使檯面加速度值恆定，即實現所謂定加速度振動。一般來說，在台上被校的感測器質量不能太大，它應比振動台活動質量部分小近10倍左右。
這種頻率響應校準幅值精度在5％～6％間（約0.5dB）。為改進其幅值精度，可採用步進式掃描數字記錄的方法，精度可提高到3％（約0.3dB）。其工作原理為跳點式掃描信號發生器在控制器的控制下進行步進頻率掃描，相當於每個步進點都進行一次比較法測量，因而精度有所提高。但和連續式相比，它是不連續點，是頻率值和兩台感測器（被校與內裝標准）電壓比較的步進值。
（4）隨機振動傳遞函數法頻率響應校準。正弦校準受正弦振動不純、諧波失真、雜訊等因素影響：並且它不能給出相位方面的任何信息；再者，受所用電測儀器和分析方法的限制，費時較長。對加速度計及配套的信號適調儀進行動態校準時，用數字測量系統和分析方法處理數據較為優越。該方法的關鍵設備是傅里葉分析儀，它可進行二通道的傅里葉分析和二通道間的傳遞函數分析，同時它還能產生具有相當帶寬的白雜訊，由它激勵振動台，就使頻響的測量和校準成為可能。標准感測器是經過激光干涉儀的絕對法仔細校準的，因而其頻率響應的幅頻特性和相頻特性認為是已知的。如前所述，對於比較法的幾種情況，若使用靈敏度比較儀，在f＝160 Hz時，其總不確定度＜1.0％；對於普通的背靠背比較法，在f＝160 Hz內，總不確定度約＜2％；全頻段（20Hz～2kHz）內，總不確定度約在3％～5％；用傅里葉在白雜訊情況下運作，則不確定度約為5％。為此，又提出了「切換法」和「替換法」兩種自校正方法，使這種隨機激勵、快速傅里葉的分析法精度有較大的提高。
（5）感測器固有頻率和安裝共振頻率的測試。感測器安裝到被測試件上後，其諧振頻率將有所變化，為此需要了解感測器安裝共振頻率。用做頻率響應的方法，可以掌握感測器的諧振頻率，但並不直接。不論是逐點、掃描，還是用隨機激勵方法，都要在振動台等專用設備上進行，顯然比較慢。為此，可以用簡單的方法或電測的方法對安裝諧振頻率進行粗測，以便可立即獲得感測器的諧振頻率。
1）安裝在鋼塊上的感測器諧振頻率的測試方法，又稱敲擊法，非常簡單，僅適用於小阻尼的二階系統的壓電加速度感測器。方法是將加速度計安裝在質量為其10倍的高彈性模量材料做成的立方體或細長比接近於1的圓柱體的砧子上，然後給砧子施加一瞬時沖擊，持續時間應短於加速度計自然周期的1／3，用波形記錄儀記錄加速度輸出的激振波形，然後根據時標確定加速度計的共振頻率。
2）電測法。加速計通過它的電纜被懸掛著，並通過一個1000 pF電容耦合電壓源激勵。監測通過電容和通過加速度計的兩個電壓，並找出兩者相位差90°時的頻率，即為無阻尼固有頻率的近似值，具體實施時，調節正弦信號發生器的頻率，仔細觀察接在示波器X端Y端的信號，得到李沙爾圖時，就得到了近似的感測器固有頻率。同樣、可以製作一個質量塊，也可近似獲得感測器在各種質量下的安裝固有頻率。
值得指出的是，逐點做頻率響應、掃描頻率響應和隨機頻率響應校準時，使用設備昂貴，更主要的是由於振動台的頻率限制，不可能做得很高。電測法使用簡單，儀器通用，而且頻率可以做得較高。電測法諧振頻率測試精度取決於使用的各種儀器的精度，有時在諧振峰處，頻率偏差可達數十或上百周。
（6）橫向靈敏度的測試。理想的振動感測器只對軸向（z軸）振動有響應，而對於與z軸垂直的x·y平面內的振動無響應。實際感測器則做不到這點，其原因是多方面的，如機械加工、裝配精度、裝配時剪應力的存在、加速度計的慣性質量不平衡、晶體片的不均勻、結構的不平衡、橫向電纜效應、電荷靈敏軸和電壓靈敏軸不相重合等都會造成感測器具有橫向效應，因而存在橫向靈敏度。
加速度計感測器的橫向靈敏度是頻率的函數，低頻時一般在3％以下，高頻時在10％或更大。大多數感測器的橫向靈敏度共振頻率常在軸向共振頻率的1／3處或略高。因而橫向靈敏度的存在對加速度計的測試是有誤差影響的。一般測試要求TSR＜（3％～5％）。精確些的某些測試和校準則要求TSR不大於1％～2％。橫向靈敏度測試的難點在於振動源本身的橫向要很小，而且又要轉動角度尋找最大橫向靈敏度方向，又要變動頻率，尋找橫向共振的頻率。
橫向靈敏度測試方法有橫向夾具法、共振梁法、共振架法、簧片梁法、低頻大振幅法、向量測量法、橫向補償加速度法等，這些測試法的具體方法這里不再詳述。
來源：《力學環境試驗技術》部分

Ⅱ FANUC 0系統怎麼設定伺服參數

FANUC0系統伺服參數設定與調整：

通常情況下，數字伺服的調整應通過數控系統進行，數字伺服的調整可分為初始化與動態性能調整兩部分。

1．FANUC0系統數字伺服的初始化

當數控系統的伺服驅動更換，或因為更換電池等原因，使伺服參數出現錯誤時，必須對伺服系統進行初始化處理與重新調整。數字伺服的初始化步驟如下。

(1)初始化的准備在初始化數字伺服前，應首先確認以下基本數據，以便進行初始化工作。

1)數控系統的型號。

2)伺服電動機的型號、規格、電動機代碼。

3)電動機內裝的脈沖編碼器的型號、規格。

4)伺服系統是否使用外部位置檢測器件，如使用，需要確認其規格型號。

5)電動機每轉對應的工作台移動距離。

6)機床的檢測單位。

7)數控系統的指令單位。

(2)初始化的步驟數字伺服的初始化按以下步驟進行：

1)使數控系統處在「緊停」狀態。

2)設定系統的參數寫入為「允許」狀態。

3)操作系統，顯示伺服參數畫面。對於不同的系統，其操作方法有所區別，具體如下：

對於FANUC0TC,0MC,0TD,0MD系統，操作步驟為：

①將機床參數PRM389bit0設定為「1」，使伺服參數頁面可以在CRT上顯示。

②關機，使PRM389bit0的設定生效。

③通過按系統操作面板上的「PARAM」(參數顯示)鍵(按鍵可能需要數次，或直接通過系統顯示的「軟功能鍵」進行選擇)，直到出現圖5-18所示的頁面顯示。

對於FANUC15系列系統：按「SERVICE」鍵數次，直到出現圖5-18所示的頁面顯示；

對於FANUC16/18/20/21系列系統，操作步驟為：

①將機床參數PRM3111bit0設定為「1」，使伺服參數頁面可以在CRT上顯示。

②關機，使PRM3111bit0的設定生效。

③按「SYSTEM」鍵，選擇「系統」顯示頁面。

④按次序依次操作「軟功能鍵」〖SYSTEM〗→〖>〗→〖SV-PRM〗，使圖5-18所示的頁面顯示。圖5-18數字伺服初始化頁面(附圖)。

4)根據系統的要求設定伺服系統的指令單位(INITIALSETBITS的bit0)；設定初始化參數(INITIALSETBITS的bitl)為初始化方式(見表5-17)。

5)根據所使用的電動機，輸入電動機代碼參數「MotorIDNo」。

6)根據電動機的編碼器輸出脈沖數，設定編碼器參數AMR，在通常情況下，使用串列口脈沖編碼器時，AMR設定為00000000。

7)根據機床的機械傳動系統設計，設定指令脈沖倍乘比CMR。

8)根據機床的機械傳動系統設計與使用的編碼器脈沖數，設定伺服系統的「電子齒輪比」參數「Feedgear」的N/M的值。

9)設定電動機轉向參數「DIRECTIONSet」，正轉時為111，反轉時為-111。

10)設定伺服系統的速度反饋脈沖數「VelocityPulseNo」與位置反饋脈沖數「PositionPulseNo」。

在通常情況下，對於半閉環系統，可以按表5-17進行設定；當採用全閉環系統時，設定參數有所區別，可參見有關手冊進行，在此從略。

表5-17速度/位置反饋脈沖數的設定表：

INITIALSETBITSbit0=0

INITIALSETBITSbit1=0

VelocityPulseNO8192

PositionPulseNO12500

11)根據編碼器脈沖數、絲杠螺距、減速比等參數設定伺服系統的參考計數器容量「Refcounter」。

12)關機，再次開機。

2．FANUC數字伺服的參數調整與動態優化:

當數字伺服參數設定錯誤時，將發生數字伺服報警，這時必須調整參數。報警的內容與原因以及應調整的參數見表5-18。

表5-18數字伺服參數報警及調整上覽表：

報警內容報警原因應調整的參數

FANUC0C,FANUC15,FANUC16/18/20/21

POAl(觀察器)溢出POAI參數被設定為08*4718572047

N脈沖抑制電平溢出N脈沖抑制參數設定太大8*0318082003

前饋參數溢出前饋參數超過了327678*6819612068

位置增益溢出位置增益參數設定太大51718251825

位置反饋脈沖數溢出位置反饋脈沖數大於131008*0018042000

電動機代碼不正確電動機代碼設定錯誤8*2018742020

軸選擇錯誤坐標軸設定錯誤269~2731023

其他報警位置反饋脈沖數≤08*2418912024

速度反饋脈沖數≤08*2318762023

旋轉方向=08*2218792022

電子齒輪比設定(N/M)≤08*84/8*851977/19782084/2085

電子齒輪比(N/M)>18*84/8*851977/19782084/2085

(1)數字伺服的功能概述FANUC數字伺服採用了部分新型的控制功能，它用於調整伺服系統的動態特性，這些功能包括：

1)停止時的振盪抑制功能(N脈沖抑制功能)。N脈沖抑制功能的作用是消除停止時的振盪。由於伺服系統採用了閉環控制，當電動機不轉時，當速度反饋出現很小的偏移時，經過速度環的放大，就可能引起電動機的振盪。使用N脈沖抑制功能，可能在電動機停止時，從速度環比例增益中消除速度反饋脈沖的偏移量，避免電動機停止時的振盪。

2)機械諧振抑制功能。在FANUC數字伺服中，用於機械諧振抑制的功能主要有：250µs加速反饋功能、機械速度反饋功能、觀察器功能、轉矩指令濾波功能、雙位置反饋功能等。

250µs加速反饋功能是利用電動機的速度反饋信號乘以加速反饋增益，實現對轉矩的補償，從而對速度環的振盪進行抑制的功能，它對由於彈性聯軸器聯結或負載慣量的原因引起的50～150Hz的振盪具有抑製作用。

機械速度反饋功能可以在電動機與機床間連接剛性不足時，將機床本身的速度反饋加入速度環中，從而提高速度環的穩定性。

觀察器功能用於消除機械繫統的高頻諧振干擾，提高速度環的穩定性。在數字伺服系統中，控制系統的狀態變數為速度與擾動轉矩，觀察器的功能是將預測的速度狀態變數用於反饋。由於觀察器預測的速度量中無實際速度的高頻分量，因此，利用本功能可以消除速度環的高頻振盪。

轉矩濾波器的作用是對轉矩指令進行低通濾波，消除轉矩指令中的高頻分量，從而抑制機械繫統的高頻諧振。

雙位置反饋功能用於全閉環系統，它可以使全閉環系統獲得與半閉環系統同樣的穩定性。

3)超調補償功能。超調補償功能是通過數字伺服系統的不完全積分器，使得系統的轉矩指令滿足起動轉矩指令TCMDl>靜摩擦轉矩>動摩擦轉矩>停止時的轉矩指令TCMD2的關系式，從而消除了系統的超調。

4)形狀誤差抑制功能。在FANUC數字伺服中，用於抑制形狀誤差的功能主要有位置前饋、反向間隙加速兩種功能。

位置前饋是通過前饋控制，提高了系統的動態響應速度，從而減小系統的位置跟隨誤差，抑制加工的形狀誤差的功能。

反向間隙加速是通過提高系統反向間隙補償速度，減小了由於機械繫統間隙引起的位置滯後，從而抑制加工的形狀誤差的功能。

通過合理充分利用上述功能，選擇合理的伺服參數，可以使伺服系統獲得最佳的靜、動態性能。

(2)數字伺服的參數調整當數字伺服參數設定不合適時，伺服系統的動態性能將變差，嚴重時甚至會使系統產生振盪與超調，這時必須進行參數的調整與優化。對於不同的故障，伺服系統參數的調整與優化步驟如下。

1)停止時發生振盪。伺服系統停止時可能發生的振盪有高頻振盪與低頻振盪兩種，對於停止時的振盪，參數調整的步驟與內容見表5-19。

表5-19數字伺服參數調整一覽表1

現象處理應調整的參數

FANUC0C,FANUC15,FANUC16/18/20/21

高頻振盪:

1．降低速度環比例增益(PK2V)8*4418562044

2．降低負載慣量比8*2118752021

3．使用250µs加速功能8*6618942066

4．使用N脈沖抑制功能8*0318082003

低頻振盪:

5．提高負載慣量比8*2118752021

6．降低速度環積分增益(PKlV)8*4318552043

7．提高速度環比例增益(PK2V)8*4418562044

2)移動時發生振盪。伺服系統移動時可能發生的振盪，亦有高頻振盪與低頻振盪兩種，對於移動時的振盪，參數調整的步驟與內容見表5-20。

表5-20數字伺服參數調整一覽表2：

現象處理應調整的參數

FANUC0C,FANUC15,FANUC16/18/20/21

高頻振盪：

1．降低速度環比例增益(PK2V)8*4418562044

2．降低負載慣量比8*2118752021

3．使用250µs加速功能8*6618942066

低頻振盪：

4．提高負載慣量比8*2118752021

5．降低速度環積分增益(PKlV)8*4318552043

6．提高速度環比例增益(PK2V)8*4418562044

7．調整TCMD波形應使用調整板進行

3)超調。對於伺服系統移動時超調，參數調整的步驟與內容見表5-21。

表5-21數字伺服參數調整一覽表3：

現象處理應調整的參數

FANUC0C,FANUC15,FANUC16/18/20/21

超調：

1．使PI控制生效(PIEN)8*0318082003

2．提高負載慣量比8*2118752021

3．使用超調抑制功能8*03/8*45/8*771808/1875/19702003/2045/2077

4．提高速度環不完全積分增益（PK3V）8*4518752045

5．調整TCMD波形應使用調整板進行

4)出現圓弧插補象限過渡過沖現象。對於伺服系統圓弧插補象限過渡過沖現象，參數調整的步驟與內容見表5-22。

表5-22數字伺服參數調整一覽表4：

現象處理應調整的參數

FANUC0C,FANUC15,FANUC16/18/20/21

圓弧插補象限過渡過沖：

1．使PI控制生效(PIEN)8*0318082003

2．調整反向間隙值53518511851

3．使用反向間隙加速功能8*0318082003

4．使用兩級反向間隙加速功能——19572015

5．調整VCMD波形應使用調整板進行

Ⅲ 中頻爐中的電抗器的主要作用是什麼呢請幫一下忙

電抗器的主要作用是有穩壓。抗涌流。消除諧波。

Ⅳ 牽引變流器直流環節lc濾波器的原因和作用

在電力牽引交流傳動系統中,由於牽引網單相供電和單相PWM整流器的工作特性,牽引變流器直流環節的電壓會產生脈動。高速動車組為實現輕量化,其牽引變流器取消了LC諧振濾波電路,導致直流環節中脈動電壓無法被有效的吸收,影響牽引變流器的穩定運行。鑒於此,本文以無LC諧振濾波電路的牽引變流器為對象,研究脈動電壓對牽引變流器影響的抑制策略。首先,研究了脈動電壓產生的機理,並定量分析了脈動電壓對網側電流和牽引電機的影響。其次,為抑制網側低次諧波電流,電壓外環採用直流側電壓動態補償和後置數字濾波器的方法,研究了低通濾波器、陷波器和濾波器組合的參數設計及離散方法,濾除給定電流中的脈動分量。

Ⅳ 諧波的產生原因與治理方法

諧波的產生原因有很多，例如發電源質量不高產生諧波、輸配電系統產生諧波、用電設備產生諧波等等。諧波的產生影響著企業的正常生產運行，加速了設備的老化，危害著生產安全與穩定、浪費著電能。。。所以諧波的治理是很重要的問題。
諧波治理的方法大體分為有源濾波和無源濾波兩種，具體的治理方案和所需產品規格也是因項目而異的，遇到這方面的難題最好還是找個靠譜一點的廠商來咨詢解決方案。

Ⅵ 邏輯無環流可逆直流調速系統設計

設計任務書
1.題目：邏輯選擇無環流直流調試系統
2.直流電動機的額定參數:
型號Z2—41 它勵
Pnom=3KW Unom=220V Inom=17.2A nnom=1500rpm Uφnom=220V Iφnom=0.573A
3.其它的已知參數:
① 摺合到電動機軸上的總飛輪慣量GD2=5.6Nm2
② 變流器的內阻 Rrec=1.35Ω
③ 電樞電阻 Ra=1.4Ω
④ 平波電抗器電阻 Rpl=0.5Ω
⑤ 電樞迴路總電感 L=40mH
⑥ Ce=(Unom–InomRa)/nnom Vmin/r
⑦ 過載倍數 λ=1.5
⑧ 各調節器限幅值及給定值 Unm*=±10V
Uim*=±10V
電流調節器的限幅值為±8V
速度反饋濾波Tom=10ms
電流反饋濾波Toi=2ms
4.系統的技術性能指標要求:
穩態指標：穩態無靜差
動態指標：δi≤5% δn≤10%

前 言
隨著電力傳動裝置在現代化工業生產中的廣泛應用，以及對其生產工藝、產品質量的要求不斷提高，需要越來越多的生產機械能夠實現制動調速，因此我們就要對這樣的自動調速系統作一些深入的了解和研究。
本設計的課題是邏輯選觸無環流直流調速系統。該系統屬於模擬系統，雖然不是很先進，但仍然在工礦企業中有著廣泛的應用，本設計有較高的集成度，大量採用了LM和CMOS、HTL集成器件,使模擬數字集成電子電路的各種型號的運放. 邏輯單元,時序單元,觸發器,光電器件紛呈在電路版上，同時也大量的使用分立元件等特點。
本文將先分析主迴路及計算,論述其工作原理,接著講解各個控制單元,本系統的控制線路採用速度、電流、雙閉環調速系統。此外，為了控制給定信號的加速度，系統中又加入了一個給定積分器，兩個環節的調節器均採用PI調節器
在本論文的最後，對系統進行動態校正和工作過程各階段進行較詳細的圖文討論。本系統採用的是串聯校正。
本設計採用邏輯選觸無環流調速系統,投資少,調整方便,較符合實際需要,並且使用起來也比較的安全和方便，出故障時能及時察覺和排除。
由於作者水平有限,時間倉促,望指導老師,專家同仁多加批評指正。

作者

目 錄
第一章 系統主迴路設計 5
§1-1系統主迴路的論述、比較及選擇 5
一.三相半波與三相橋式的比較 6
二.電樞反接可逆線路與勵磁反接可逆線路的比較 6
§1-2 主迴路的工作原理 7
一．關於三相橋式反並聯 7
二．主迴路的工作原理 7
§1-3 主迴路各元件的參數的選擇及計算 8
一、整流變壓器額定參數的計算與選擇 8
二、晶閘管和整流管的選擇及計算 9
三、平波電抗器的電感量的選擇及計算 10
四、閘管的保護裝置及其計算 11
第二章 系統控制單元論述 17
§2-1可逆調速系統的方案 17
§2-2邏輯無環流可逆系統 17
§2-3 控制單元的論述 20
第三章 操作迴路工作原理 35
第四章 系統的工作過程分析 37
§4-1 雙閉環調速系統的組成 37
§4-2調速系統的工作原理及靜態特性 38
一、系統的組成過程中應注意的兩個問題 38
二、系統的靜態特性 40
§4-3 調速系統的動態特性 40
一、雙閉環調速系統突加給定時的動態響應 40
二．雙閉環調速系統的抗擾性能 44
第五章 系統的動態校正 46
§5-1 二階及三階最佳校正 46
一、二階最佳校正 46
二、三階最佳校正 47
§5-2 電流環的設計 47
§5-3 轉速環的設計 49
附件一 環流直流調速實驗裝置元器件材料明細表 51
主迴路，勵磁迴路及操作電路部分 51
脈沖功放部分 53
調節大板部分 54
附件二 參考文獻 59
附件三 圖紙 60

只有這么多，自己找吧。

http://paper.studa.com/Search.asp
參考資料：http://paper.studa.com/Search.asp

Ⅶ 諧波保護器吸收諧波的原理是什麼謝謝

從嚴格的意義來講，是電流中所含有的頻率為基波的整數倍的電量，一般是指對周期性的非正弦電量進行傅里葉級數分解，其餘大於基波頻率的電流產生的電量。

在配電系統里的設備，與存在的電容 和電感( 變壓器，電抗線圈等) 形成共振電路。後者能夠被系統諧波激勵而成為諧振。配電系統諧波的一個原因是變壓器鐵芯非線性磁化的特性。在這種情況下主要的諧波是3 次的，在全部導體內與單相分量具有相同的長度。

(7)濾波傳動裝置動態擴展閱讀

諧波的危害

1、對旋轉的發電機、電動機而言，由於諧波電流或諧波電壓在定子繞組、轉子迴路及鐵心中產生附加損耗，從而降低發電、輸電及用電設備的效率。更為嚴重的是，諧波振盪容易使汽輪發電機產生振盪力矩，可能引起機械共振，造成汽輪機葉片扭曲及產生疲勞破壞。

2、諧波電壓在許多情況下能使正弦波變得更尖，不僅導致電機、變壓器、電容器等電氣設備的磁滯及渦流損耗增加，而且使絕緣材料承受的電應力增大。

3、由於電機、變壓器、電力電容器、電纜等負載處於經常的變動之中，極易與電網中含有的大量諧波源構成串聯或並聯的諧振條件，形成諧波振盪，產生過電壓或過電流，危及電機、變壓器等負載及電力系統的安全運行，引發輸配電事故的發生。

4、電網諧波將使測量儀表、計量裝置產生誤差，達不到正確指示及計量。斷路器開斷諧波含量較高的電流時，斷路器的開斷能力將大大降低，造成電弧重燃，發生短路，甚至斷路器爆炸。

5、另外，由於諧波的存在，易使電網的各類保護及自動裝置產生誤動或拒動以及在通信系統內產生聲頻干擾，嚴重時將威脅通信設備及人身安全等。

Ⅷ PLC的斷電保持功能是什麼意思啊

對程序及動態數據進行電池後備，當停電時利用後備電池供電，保持有關信息和狀態數據不丟失。

為了提高輸入信號的信噪比，常採用軟體數字濾波來提高有用信號真實性。對於有大幅度隨機干擾的系統，採用程序限幅法，即連續采樣5次，若某一次采樣支援遠大於其他幾次采樣的幅值，那麼就舍取之。

對於流量、壓力、液面、位移等參數，往往在一定范圍內頻繁波動，則採用算術平均法。即用n次采樣的平均值來代替當前值。一般認為：流量n=12，壓力n=4最合適。

(8)濾波傳動裝置動態擴展閱讀

PLC控制器的電源在整個系統中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統是無法正常工作的，因此PLC的製造商對電源的設計和製造也十分重視。

PLC控制器系統的正常供電電源均由電網供電。由於電網覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電路。尤其是電網內部的變化，如開關操作浪涌、大型電力設備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網短路暫態沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊。

Ⅸ 變頻器配備電抗器有必要嗎，怎麼選電抗器更耐用呢

你好
變頻器在使用是有必要配備電抗器的，而電抗器的使用有以下兩種功能方式：
1. 進線電抗器是用來抗干擾的，可以抑制變頻器對電網的干擾，也可以防止變頻器和其它設備之間互相干擾。主要目的是為了減小變頻器的整流單元和整流/回饋單元的諧波電流，同時也減小了換向缺口。電抗器的作用同電網短路功率和傳動裝置功率之比有關。電網短路功率同傳動裝置功率之比推薦大於33:1。進線電抗器也能限制由於電源電位的突降(如由於補償設備或接地故障)而產生的電流沖擊。
選擇進線電抗器需考慮的因素
1）進線電抗器的電流按照裝置的進線電流選擇即可，也就是按照變頻器最大輸入電流來選擇進線電抗器的工作電流；
2）進線電抗器壓降值：當變頻器的整流單元為不可回饋的整流裝置時，進線電抗器選擇2%電壓降；當變頻器的整流單元為可回饋的整流裝置時，應使用4%的網側進線電抗器。

2. 出線電抗器是用來濾波用的，優化變頻器輸出的交流電波形，一般變頻的載波頻率在2~10kHz之間，濾波可以使得輸出波形更平滑，減少損耗！另外還可以減小變頻器出線側的對地電容，延長變頻器到電機側的電纜長度。如果電動機距離變頻器不是太遠可以不加，如果超過100米就需要加！

Ⅹ 有關電力電子及電力傳動研究動態。

隨著電力電子技術及大規模集成電路、微處理器控制技術的發展，功率半導體電力變換技術也得到迅速發展。20世紀60年代後半段開始，功率半導體器件從SCR（普通晶閘管）、GTO（門極可關斷晶閘管）、BJT（雙極型晶體管）、MOSFET（金屬氧化硅場效應管）、SIT（靜電感應晶體管）、SITH（靜電感應晶閘管）、MGT（MOS控制晶體管）、MCT（MOS控制晶閘管）發展到IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）、HVIGBT（耐高壓IGBT）。器件的每一次更新都為電力變換技術的發展注入新的活力。作為聯系弱電與強電的紐帶，電力變換技術提供了控制電功率流動與改變電能形態的有力手段，輸出適合其負載的最佳電壓和電流，以達到滿足工業技術要求和節約能源的目的。電氣傳動是電力變換技術最重要的應用領域之一。電氣傳動裝置的應用范圍小至機器人中精密的、高精度的位置控制，大至流量可調的大型水泵、風機的調速驅動，功率范圍從數瓦至數兆瓦。電力電子變流器作為輸入功率與電動機之間的介面設備，控制電動機的轉速或轉子位置，以滿足被電動機驅動的機械設備的需要。隨著交流電動機調速理論的突破和調速裝置（主要是變頻器）性能的完善，電動機的調速從直流發電機-電動機組調速、晶閘管可控整流器直流調壓調速逐步發展到交流電動機變頻調速，而且隨著控制技術和控制手段的不斷提高，變頻調速又由VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）控制的PWM（Pulse Width Molation）變頻調速發展到矢量控制（Vector or Field-Oriented Control）、直接轉矩控制（Direct Torque and Flux Control——DTC）變頻調速，提高了變頻器的動、靜態特性，使得交流電動機變頻調速性能大大提高。在高性能的變頻調速控制系統里，轉速（位置）閉環控制環節是必不可少的，通常採用與電動機同軸安裝的機械式轉子速度（位置）感測器，如光電編碼器，旋轉變壓器等，但這些機械式轉子速度（位置）感測器有機械安裝、使用環境、電纜連接等諸多應用限制，其可靠性受到很大影響。為了克服機械式轉子速度（位置）感測器安裝帶來的種種缺陷、簡化硬體系統、減少設備故障率，在矢量控制、直接轉矩控制變頻調速的基礎上又發展了無速度（位置）感測器的變頻調速。近年來，這項研究已經成為交流傳動領域的一個新的熱點問題。

交流傳動系統之所以發展得如此迅速，和一些關鍵性技術的突破性進展有關。它們是功率半導體器件（包括半控型和全控型）的製造技術、基於電力電子電路的電力變換技術、交流電動機控制技術以及微型計算機和大規模集成電路為基礎的全數字化控制技術。為了進一步提高交流傳動系統的性能，國內外有關研究工作正圍繞以下幾個方面展開：

1. 採用新型功率半導體器件和脈寬調制（PWM）技術
功率半導體器件的不斷進步，尤其是新型可關斷器件，如BJT（雙極型晶體管）、MOSFET（金屬氧化硅場效應管）、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的實用化，使得開關高頻化的PWM技術成為可能。目前功率半導體器件正向高壓、大功率、高頻化、集成化和智能化方向發展。典型的電力電子變頻裝置有電壓型交-直-交變頻器、電流型交-直-交變頻器和交-交變頻器三種。電流型交-直-交變頻器的中間直流環節採用大電感作儲能元件，無功功率將由大電感來緩沖，它的一個突出優點是當電動機處於制動（發電）狀態時，只需改變網側可控整流器的輸出電壓極性即可使回饋到直流側的再生電能方便地回饋到交流電網，構成的調速系統具有四象限運行能力，可用於頻繁加減速等對動態性能有要求的單機應用場合，在大容量風機、泵類節能調速中也有應用。電壓型交-直-交變頻器的中間直流環節採用大電容作儲能元件，無功功率將由大電容來緩沖。對於負載電動機而言，電壓型變頻器相當於一個交流電壓源，在不超過容量限度的情況下，可以驅動多台電動機並聯運行。電壓型PWM變頻器在中小功率電力傳動系統中佔有主導地位。但電壓型變頻器的缺點在於電動機處於制動（發電）狀態時，回饋到直流側的再生電能難以回饋給交流電網，要實現這部分能量的回饋，網側不能採用不可控的二極體整流器或一般的可控整流器，必須採用可逆變流器，如採用兩套可控整流器反並聯、採用PWM控制方式的自換相變流器（「斬控式整流器」或「PWM整流器」）。網側變流器採用PWM控制的變頻器稱為「雙PWM控制變頻器」，這種再生能量回饋式高性能變頻器具有直流輸出電壓連續可調，輸入電流（網側電流）波形基本為正弦，功率因數保持為1並且能量可以雙向流動的特點，代表一個新的技術發展動向，但成本問題限制了它的發展速度。通常的交-交變頻器都有輸入諧波電流大、輸入功率因數低的缺點，只能用於低速（低頻）大容量調速傳動。為此，矩陣式交-交變頻器應運而生。矩陣式交-交變頻器功率密度大，而且沒有中間直流環節，省去了笨重而昂貴的儲能元件，它為實現輸入功率因數為1、輸入電流為正弦和四象限運行開辟了新的途徑。
隨著電壓型PWM變頻器在高性能的交流傳動系統中應用日趨廣泛，PWM技術的研究越來越深入。PWM利用功率半導體器件的高頻開通和關斷，把直流電壓變成按一定寬度規律變化的電壓脈沖序列，以實現變頻、變壓並有效地控制和消除諧波。PWM技術可分為三大類：正弦PWM、優化PWM及隨機PWM。正弦PWM包括以電壓、電流和磁通的正弦為目標的各種PWM方案。正弦PWM一般隨著功率器件開關頻率的提高會得到很好的性能，因此在中小功率交流傳動系統中被廣泛採用。但對於大容量的電力變換裝置來說，太高的開關頻率會導致大的開關損耗，而且大功率器件如GTO的開關頻率目前還不能做得很高，在這種情況下，優化PWM技術正好符合裝置的需要。特定諧波消除法（Selected Harmonic Elimination PWM——SHE PWM）、效率最優PWM和轉矩脈動最小PWM都屬於優化PWM技術的范疇。普通PWM變頻器的輸出電流中往往含有較大的和功率器件開關頻率相關的諧波成分，諧波電流引起的脈動轉矩作用在電動機上，會使電動機定子產生振動而發出電磁雜訊，其強度和頻率范圍取決於脈動轉矩的大小和交變頻率。如果電磁雜訊處於人耳的敏感頻率范圍，將會使人的聽覺受到損害。一些幅度較大的中頻諧波電流還容易引起電動機的機械共振，導致系統的穩定性降低。為了解決以上問題，一種方法是提高功率器件的開關頻率，但這種方法會使得開關損耗增加；另一種方法就是隨機地改變功率器件的導通位置和開關頻率，使變頻器輸出電壓的諧波成分均勻地分布在較寬的頻帶范圍內，從而抑制某些幅值較大的諧波成分，以達到抑制電磁雜訊和機械共振的目的，這就是隨機PWM技術。

2. 應用矢量控制技術、直接轉矩控制技術及現代控制理論
交流傳動系統中的交流電動機是一個多變數、非線性、強耦合、時變的被控對象，VVVF控制是從電動機穩態方程出發研究其控制特性，動態控制效果很不理想。20世紀70年代初提出用矢量變換的方法來研究交流電動機的動態控制過程，不但要控制各變數的幅值，同時還要控制其相位，以實現交流電動機磁通和轉矩的解耦，促使了高性能交流傳動系統逐步走向實用化。目前高動態性能的矢量控制變頻器已經成功地應用在軋機主傳動、電力機車牽引系統和數控機床中。此外，為了解決系統復雜性和控制精度之間的矛盾，又提出了一些新的控制方法，如直接轉矩控制、電壓定向控制等。尤其隨著微處理器控制技術的發展，現代控制理論中的各種控制方法也得到應用，如二次型性能指標的最優控制和雙位模擬調節器控制可提高系統的動態性能，滑模（Sliding mode）變結構控制可增強系統的魯棒性，狀態觀測器和卡爾曼濾波器可以獲得無法實測的狀態信息，自適應控制則能全面地提高系統的性能。另外，智能控制技術如模糊控制、神經元網路控制等也開始應用於交流調速傳動系統中，以提高控制的精度和魯棒性。

3. 廣泛應用微電子技術
隨著微電子技術的發展，數字式控制處理晶元的運算能力和可靠性得到很大提高，這使得全數字化控制系統取代以前的模擬器件控制系統成為可能。目前適於交流傳動系統的微處理器有單片機、數字信號處理器（Digital Signal Processor——DSP）、專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit——ASIC）等。其中，高性能的計算機結構形式採用超高速緩沖儲存器、多匯流排結構、流水線結構和多處理器結構等。核心控制演算法的實時完成、功率器件驅動信號的產生以及系統的監控、保護功能都可以通過微處理器實現，為交流傳動系統的控制提供很大的靈活性，且控制器的硬體電路標准化程度高，成本低，使得微處理器組成的全數字化控制系統達到了較高的性能價格比。

4. 開發新型電動機和無機械感測器技術
交流傳動系統的發展對電動機本體也提出了更高的要求。電動機設計和建模有了新的研究內容，如三維渦流場的計算、考慮轉子運動及外部變頻供電系統方程的聯解、電動機阻尼繞組的合理設計及籠條的故障檢測等。為了更詳細地分析電動機內部過程，如繞組短路或轉子斷條等問題，多迴路理論應運而生。隨著20世紀80年代永磁材料特別是釹鐵硼永磁的發展，永磁同步電動機（Permanent-Magnet Synchronous Motor——PMSM）的研究逐漸熱門和深入，由於這類電動機無需勵磁電流，運行效率、功率因數和功率密度都很高，因而在交流傳動系統中獲得了日益廣泛的應用。此外，開關變磁阻理論使開關磁阻電動機（Switched Reluctance Motor——SRM）迅速發展，開關磁阻電動機與反應式步進電動機相類似，在加了轉子位置閉環檢測後可以有效地解決失步問題，可方便地起動、調速或點控，其優良的轉矩特性特別適合於要求高靜態轉矩的應用場合。
在高性能的交流調速傳動系統中，轉子速度（位置）閉環控制往往是必需的。為了實現轉速（位置）反饋控制，須用光電編碼器或旋轉變壓器等與電動機同軸安裝的機械速度（位置）感測器來實現轉子速度和位置的檢測。但機械式的感測器有安裝、電纜連接和維護等問題，降低了系統的可靠性。對此，許多學者開展了無速度（位置）感測器控制技術的研究，即利用檢測到的電動機出線端電量（如電機電壓、電流），估測出轉子的速度、位置，還可以觀測到電動機內部的磁通、轉矩等，進而構成無速度（位置）感測器高性能交流傳動系統。該技術無需在電動機轉子和機座上安裝機械式的感測器，具有降低成本和維護費用、不受使用環境限制等優點，將成為今後交流電氣傳動技術發展的必然趨勢。