伺服驱动器增益自整定的触发与停止

什么是增益自整定

增益自整定是伺服驱动器通过内置算法自动调整控制参数的过程。它的核心目的是让伺服系统在无需人工精细调试的情况下，快速获得良好的动态响应和稳态精度。简单来说，就是驱动器自己“跑一遍”然后把最优参数“算出来”。

增益自整定主要调整以下三类参数：

增益自整定的触发方式

伺服驱动器的增益自整定可以通过三种方式触发：手动触发、自动触发和外部信号触发。不同触发方式适用于不同的应用场景。

1. 手动触发

手动触发是最直接的方式，操作人员通过调试软件或操作面板启动自整定流程。

通过调试软件触发：

1. 连接 驱动器与上位机，打开调试软件（如 Mitsubishi MR Configurator2、Delta ASDA-Soft）。
2. 进入 参数设置界面，定位到增益自整定相关参数（通常为 Pn100~Pn199 区间）。
3. 设置 自整定模式为 1（手动模式）。
4. 点击 “开始自整定” 按钮，驱动器进入自整定状态。

通过操作面板触发：

1. 切换 面板至参数模式。
2. 找到 自整定使能参数（如 ATUN），将其值设为 1 或 ON。
3. 执行 运行指令，驱动器自动开始增益辨识。

2. 自动触发

自动触发是驱动器根据预设条件自行判断是否启动自整定，无需人工干预。

典型的自动触发条件包括：

• 上电首次运行：驱动器首次上电后检测到电机型号参数变化，自动启动一次自整定
• 参数复位后：执行参数初始化（如 Pr0.00 = 08）后，驱动器自动进入自整定状态
• 负载惯量比大幅变化：通过在线惯量辨识检测到负载变化超过阈值（通常为 ±20%），自动重新计算增益

触发自动整定的关键参数示例：

Pn101 = 0   # 自动整定使能：0-禁止，1-使能
Pn102 = 20  # 惯量变化阈值(%)：超过此比例触发重整定
Pn103 = 1   # 上电自动整定：0-禁止，1-使能

3. 外部信号触发

在某些工业现场，操作人员需要通过外部硬件信号控制自整定的启动和停止。

通过数字量输入触发：

1. 配置 驱动器的数字输入端子功能（如 DI1~DI8）。
2. 将 某一输入点分配为“自整定触发”功能（功能码通常为 AT-START 或类似）。
3. 外部提供 触发信号（24V 干接点或 PNP/NPN 电平信号）。
4. 信号上升沿 到来时，驱动器启动自整定。

通过通信指令触发：

1. 通过 RS-485、CANopen 或 EtherCAT 等总线发送控制指令。
2. 发送 十六进制命令码触发自整定（具体命令码查阅驱动器通信手册）。
3. 确认 驱动器返回执行状态码。

增益自整定的停止方式

自整定过程的停止分为三种情况：正常完成停止、异常停止和手动干预停止。理解这些停止方式对于保证设备安全至关重要。

1. 正常完成停止

自整定算法在完成所有迭代计算后自动停止，并保存结果到参数存储器。

正常完成的判断依据：

• 迭代次数达到上限：自整定算法执行预设的循环次数（通常为 8~16 次）后自动退出
• 收敛判据满足：相邻两次迭代的参数变化量小于设定阈值，例如：

$$|\Delta K_p| < 0.01 \quad \text{且} \quad |\Delta K_i| < 0.001$$

• 响应指标达标：阶跃响应超调量、调节时间等指标满足预设性能要求

正常完成后，驱动器通常会：

• 自动将 运行模式切换回正常伺服控制
• 点亮 面板指示灯（如 ATUN 灯熄灭或 RUN 灯亮起）
• 记录 自整定日志到内部存储器

2. 异常停止

当自整定过程中检测到异常状况时，驱动器会立即停止并进入保护状态。

导致异常停止的典型情况：

异常停止后的处理步骤：

1. 记录 报警代码到故障历史区
2. 切断 电机动力输出
3. 保持 参数修改前的备份（部分驱动器支持）
4. 等待 操作人员排查故障

3. 手动干预停止

操作人员在自整定过程中主动介入，强制停止自整定过程。

通过调试软件停止：

1. 点击 软件界面中的“停止自整定”按钮。
2. 确认 弹出的安全提示对话框。
3. 软件发送 停止指令至驱动器。

通过操作面板停止：

1. 按下 急停按钮或操作面板的 STOP 键。
2. 切换 驱动器至“调试模式”并执行停止。

通过外部信号停止：

1. 配置 数字输入为“停止自整定”功能。
2. 触发 该输入点（维持 500ms 以上）。
3. 驱动器立即 退出自整定状态。

完整的自整定控制流程

以下是增益自整定从触发到停止的完整逻辑流程：

关键注意事项

1. 负载连接要求：触发自整定前，确保电机与负载可靠连接，避免空载或软连接状态下整定导致参数偏软

2. 安全防护：自整定过程中电机可能产生不规则运动，务必在确保人员安全的前提下进行

3. 参数备份：重要调试前记录原始增益参数，便于自整定失败时快速恢复

4. 环境干扰：避免在强电磁干扰源附近执行自整定，以免影响辨识精度

5. 多次整定：首次整定结果可能非最优，建议运行一段时间后根据实际表现决定是否再次触发自整定