伺服驱动器频带宽度的测试方法

《JB/T10184-2014交流伺服驱动器通用技术条件》规定了伺服驱动器频带宽度的测试方法：

驱动器输入正弦波转速指令，其幅值为额定转速指令值的0.01倍，频率由1Hz逐渐升高，记录电动机对应的转速曲线，随着指令正弦波频率的提高，电动机转速的波形曲线对指令正弦波曲线的相位滞后逐渐增大，而幅值逐渐减小。测取相位滞后增大至90°时的频率作为90°相移的频带宽度;幅值减小至1/√2倍的频率作为-3dB频带宽度，以先达到的条件为准。

下文对该测试方法进行相关解释，为了方便描述，将该标准简称为《通用技术条件》。

伺服驱动器的控制信号端子中，有1~2个模拟电压信号指令输入端子，用于转速或转矩指令的外部输入，在习惯上常称为“伺服驱动器的AD端口”。一般转速指令为幅值±10V的正弦波信号。如图1所示。

如果伺服驱动器对输入指令不设置阈值(电压死区)，理想情况下，+10V对应电机正转的额定速度，-10V则对应电机反转的额定速度，指令电压幅值的变化，电机转速也随之线性变化，如图2所示。

《通用技术条件》：“驱动器输入正弦波转速指令，其幅值为额定转速指令值的0.01倍”。

假设转速指令幅值为±10V，并且电机的额定转速为6000RPM，即当输入幅值为0.1V的正弦波电压信号，此时伺服电机的转速为60RPM。

《通用技术条件》：“频率由1Hz逐渐升高，记录电动机对应的转速曲线”

正弦波频率由1Hz逐渐升高，如图3所示。

在该指令的控制下，伺服电机进行以正向加速——正向减速——反向加速——反向减速四个运动为一个周期的动作，正弦波指令信号在一定的频率时，伺服电机的最高转速为60RPM，随着指令正弦波频率的提高，电动机转速的波形曲线对指令正弦波曲线的相位滞后逐渐增大，而幅值逐渐减小。

《通用技术条件》：“测取相位滞后增大至90°时的频率作为90°相移的频带宽度;幅值减小至1/√2倍的频率作为-3dB频带宽度，以先达到的条件为准。”

以幅值频率曲线为例，如图4所示。此时频率f为伺服驱动器的频带宽度。

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