其利天下威廉希尔官方网站 开发·引起伺服电机抖动的可能性因素·伺服电机驱动器开发

上周，我们公司的伺服电机工程师在测试伺服电机时，电机突然发生强烈抖动。经过排查，也解决了问题。我觉得这个话题可以值得聊聊，伺服电机为什么会抖动呢？

1. 控制参数设置不当

原因：PID参数不合理（如比例增益过高）会导致系统响应过度，从而产生抖动。

解决方案：调整PID参数，逐步降低比例增益或适当增加积分、微分控制以减小过冲；可以进行自动调谐或使用专业仪器来优化控制参数。

2. 机械因素

原因：齿轮、联轴器或其他机械传动部件松动、间隙过大或磨损，导致电机转动不平稳。

解决方案：检查传动部件的紧固性和磨损情况，及时更换或维修有问题的机械部件，确保系统紧固可靠，间隙在合理范围内。

3. 系统共振

原因：电机在特定的频率下与负载或机座产生共振，导致抖动现象。

解决方案：尝试调整电机的转速或控制参数，避开共振频率；在系统结构中加入阻尼或减震器，降低共振的影响。

4. 电气干扰

原因：外部设备产生的电磁干扰或驱动器内部的电气噪声可能影响电机控制信号。

解决方案：确保驱动器的电源线和信号线分开布置，使用屏蔽电缆并接地；同时，在电机驱动器上安装抗干扰滤波器，如EMI滤波器，减少外界干扰。

5. 反馈系统问题

原因：编码器或旋转变压器的反馈信号不准确或存在噪声，导致控制系统无法正确定位。

解决方案：检查编码器或反馈装置的连接线是否松动，确保反馈装置正常工作；如果编码器出现故障，考虑更换或重新校准。

6. 电源问题

原因：驱动器的电源电压不稳定，波动或过低，导致电机控制异常。

解决方案：检查电源质量，确保电压稳定且在驱动器额定范围内；必要时添加稳压器，避免电压波动引起的电机抖动。

7. 电机型号不匹配

原因：电机的惯量或功率与负载不匹配，导致电机难以满足负载要求，从而引发抖动。

解决方案：选择合适功率和惯量的电机，确保电机能满足负载需求。针对高惯量负载的场合，可以增加齿轮减速装置来改善惯量匹配。

8. 负载变化

原因：负载变化大或运行过程中突然加载，电机瞬间无法跟上负载的变化。

解决方案：针对负载变化较大的场合，可适当增加系统的响应时间，避免突然加载；或者选用更高动态响应的伺服电机。

9. 控制算法不适合

原因：伺服系统的控制算法不适合当前应用，比如在无感控制中可能因启动过程定位不准确而产生抖动。

解决方案：根据应用需求选择合适的控制算法，如使用带有启动定位功能的FOC（无感控制）算法，减少抖动。

10. 温度和环境因素

原因：环境温度过高或湿度过大可能会影响电机和驱动器的正常工作。

解决方案：确保工作环境温度和湿度在设备的允许范围内，可以在伺服驱动器周围增加冷却装置或散热风扇。