作為國產(chǎn)驅(qū)動器生產(chǎn)廠商的清能德創(chuàng)，在伺服產(chǎn)品領(lǐng)域沉浸相當長時間，而對于國產(chǎn)直驅(qū)電機而言，他還是一股新生力量，但是憑借在運動控制領(lǐng)域的經(jīng)驗，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)市場部經(jīng)理李星霖以一篇《直驅(qū)伺服系統(tǒng)在精密運動平臺中的應(yīng)用》的演講，分享了CoolDrive S7L高性能伺服在精密運動平臺這一細分領(lǐng)域的應(yīng)用。

       精密運動平臺的特點及控制難點：

       精密運動平臺在半導(dǎo)體制造、PCB檢測、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動平臺，有以下幾點原因：

　　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、運動部件主要采用直驅(qū)系統(tǒng)，具有高速度和高精度的特點;

　　3、精密平臺是采用復(fù)雜的多軸同步控制，具有極強的機械耦合性;

　　4、產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性，長時間無故障運行;

　　直驅(qū)電機相比于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機省去了機械傳動這一部分，具有結(jié)構(gòu)簡單、無摩擦、無背隙、使用壽命長等優(yōu)點，但消除中間機械結(jié)構(gòu)也帶來了一系列的問題：

　　第一，沒有了傳動機構(gòu)之后，負載與動子同步運動，負載擾動直接作用于電機。

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

　　第三，電機與負載直接連接，需要更高的控制增益及振動抑制能力。高速度、高精度的特點對驅(qū)動器的控制性能要求更高。

       優(yōu)化直線電機的驅(qū)動控制算法和功能

　　針對直線電機的控制難點，清能德創(chuàng)對CoolDrive S7L做了大量的算法優(yōu)化及功能設(shè)計，使整個伺服更適合高精度運動平臺的要求。

　　首先，系統(tǒng)參數(shù)辨識功能。實際系統(tǒng)中存在負載慣量、電機參數(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)無法匹配系統(tǒng)運行的所有過程。而“系統(tǒng)參數(shù)辨識”功能，可以更精準的辨識系統(tǒng)參數(shù)并通過相應(yīng)的補償，將各軸響應(yīng)特性調(diào)整一致，進而保證精密運動平臺的軌跡精度。

　　其次，針對運動控制平臺，我們增加了“機械特性分析功能”。通過這個功能可以得到設(shè)備的機械和負載特性，快速獲取其頻域曲線。根據(jù)頻域曲線，可以分析影響機械結(jié)構(gòu)振動的因素，以及伺服在不同頻率下的響應(yīng)特性，進而有效消除位置誤差，大幅縮短整定時間，最大程度的發(fā)揮設(shè)備的性能。它的原理相對來說比較簡單：通過將一定頻率范圍內(nèi)向設(shè)備傳輸正弦波，然后記錄驅(qū)動器對每個頻率的響應(yīng)，并生成一個設(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)動器參數(shù)。

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

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

　　第四，自動剛度調(diào)整功能。通過該功能，只需選擇不同的剛度等級，系統(tǒng)自動配置相應(yīng)的伺服參數(shù)，僅需簡單幾步，即可完成配置，大幅縮短調(diào)試時間，降低對調(diào)試人員的要求。

　　一般來說，如果整個機械設(shè)計、安裝各方面都比較好，通過選擇不同的剛度等級就能調(diào)整好伺服參數(shù)。如果選擇自動剛度調(diào)整后，仍然與系統(tǒng)要求有一定偏差，只需要在系統(tǒng)自動調(diào)整的參數(shù)上微調(diào)相應(yīng)的數(shù)值，也能快速達到一個理想的效果，包括響應(yīng)速度、整定時間等各方面都能達到系統(tǒng)要求。

　　第五，高精度龍門算法。運動控制平臺采用龍門結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越多。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)動器，具有性能卓越、方便實用、安全可靠、機型豐富等特點。

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

　　方便實用：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)備運行狀態(tài)，內(nèi)置參數(shù)自整定、振動抑制等實用功能，便捷易用。向?qū)紻riveMaster伺服調(diào)試軟件，功能更強大，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造成的誤傷害，保證設(shè)備和人身安全。內(nèi)置動態(tài)制動功能，當電機旋轉(zhuǎn)中突然停止出力時，例如突然斷電、異常操作等，可使電機繞組U、V、W 短路的動態(tài)制動功能工作，實現(xiàn)電機快速制動。此外，產(chǎn)品通過CE、TüV-NORD功能安全等多項國際認證，專業(yè)可靠，使用更放心。

　　機型豐富：目前CoolDrive S7L直驅(qū)伺服系列，提供EtherCAT高速以太網(wǎng)實時通訊，同時還支持脈沖模擬量控制方式。