Vous êtes-vous déjà demandé comment configurer un servo-pilote pour obtenir des performances optimales ? Ce guide couvre tout ce que vous devez savoir sur le réglage des paramètres de gain, du contrôle de la position à la régulation de la vitesse. Vous apprendrez à régler manuellement et automatiquement votre système d'asservissement pour un fonctionnement souple et précis, garantissant une efficacité et une stabilité optimales. Plongez dans ce guide pour maîtriser l'art de la configuration des servocommandes et améliorer vos projets d'automatisation !
Les servomoteurs font partie intégrante des systèmes automatisés, notamment pour le contrôle précis de la position. Cette capacité est une caractéristique standard de la plupart des marques de servomoteurs, ce qui les rend polyvalents pour diverses applications industrielles.
Le fonctionnement des servomoteurs est régi par un mécanisme de contrôle sophistiqué. Le contrôleur transmet une série d'impulsions électriques au moteur, chaque paramètre d'impulsion ayant une fonction spécifique. Le nombre d'impulsions détermine l'angle de rotation, ce qui permet un positionnement précis, tandis que la fréquence des impulsions détermine la vitesse de rotation du moteur. Ce contrôle de la vitesse est étroitement lié au réglage électronique du rapport de transmission, qui agit comme un multiplicateur entre les impulsions de commande et la rotation réelle du moteur.
Lors de la mise en service d'un nouveau système d'asservissement, il est essentiel de suivre un processus de réglage systématique pour obtenir des performances optimales. Commencez par régler le gain de position (Kp) pour vous assurer que le moteur fonctionne avec un maximum de souplesse et un minimum de bruit audible. Cette étape constitue la base d'un fonctionnement stable. Ensuite, il faut tenir compte du moment d'inertie entre le moteur et la charge, qui est un facteur essentiel de la stabilité du système. De nombreux servomoteurs modernes offrent des fonctions d'autoréglage qui permettent d'estimer ce rapport, ce qui constitue un point de départ fiable pour l'optimisation ultérieure.
Après l'adaptation de l'inertie, concentrez-vous sur le réglage de la boucle de vitesse. Ajustez les paramètres de gain de vitesse (Kv) et de temps d'intégration de la vitesse (Ti). Ces paramètres sont essentiels pour obtenir un fonctionnement fluide et continu à faible vitesse tout en conservant une grande précision de position. Le réglage fin de ces paramètres permet d'obtenir un équilibre entre la réactivité et la stabilité du système, ce qui est essentiel pour les applications nécessitant un contrôle précis du mouvement.
Régler le gain proportionnel du régulateur de contrôle de position. Plus le gain est élevé, plus la rigidité est grande et plus le retard de position est faible pour une impulsion de commande de même fréquence. Cependant, un réglage trop élevé peut entraîner une oscillation ou un dépassement. La valeur du paramètre est déterminée par le modèle et la charge spécifiques du système d'asservissement.
Régler le gain d'anticipation de la commande de position. Lorsque la valeur réglée est plus élevée, le retard de position sous une impulsion de commande de fréquence quelconque est plus faible, le gain d'anticipation de la boucle de position est plus élevé et les caractéristiques de réponse à grande vitesse du système de commande sont améliorées. Toutefois, cela peut entraîner une instabilité et des oscillations dans le système. Lorsque des caractéristiques de réponse élevées ne sont pas nécessaires, ce paramètre est généralement réglé sur 0, avec une plage de 0-100%.
Régler le gain proportionnel du régulateur de vitesse. La valeur du gain augmente avec un réglage plus élevé, ce qui rend le système plus rigide. La valeur du paramètre doit être déterminée en fonction du modèle spécifique du système de servocommande et de la charge. En général, plus l'inertie de la charge est importante, plus la valeur réglée est élevée. Essayez de régler une valeur plus élevée tout en veillant à ce que le système ne produise pas d'oscillations.
Règle la constante de temps intégrale du régulateur de vitesse. Plus la valeur de réglage est faible, plus la vitesse d'intégration est rapide. La valeur du paramètre est déterminée en fonction du modèle et de la charge spécifiques du système d'entraînement servo. En général, plus l'inertie de la charge est importante, plus la valeur réglée est élevée. Si le système ne génère pas d'oscillations, il est préférable de régler une valeur plus petite.
Régler les caractéristiques du filtre passe-bas de retour de vitesse.
Plus la valeur est élevée, plus la fréquence de coupure est basse et plus le bruit généré par le moteur est faible.
Si l'inertie de la charge est importante, la valeur réglée peut être augmentée de manière appropriée.
Si la valeur est trop élevée, la réponse sera lente, ce qui peut provoquer des oscillations.
Plus la valeur de coupure est faible, plus la réponse est rapide.
Si une vitesse plus élevée est nécessaire, la valeur réglée peut être réduite de manière appropriée.
Définir la valeur de la limite de couple interne du servocommande.
La valeur de réglage est exprimée en pourcentage du couple nominal.
Cette limite est toujours en vigueur et définit la plage des impulsions de fin de positionnement en mode de contrôle de la position.
Ce paramètre permet au conducteur de déterminer si le positionnement est terminé en mode de contrôle de position.
Lorsque le nombre d'impulsions restantes dans le compteur d'écart de position est inférieur ou égal à la valeur définie pour ce paramètre, le conducteur considère que le positionnement est terminé et le signal d'interrupteur en place est activé. Dans le cas contraire, il est désactivé.
En mode de contrôle de position, le signal de fin de positionnement est émis, et la valeur réglée de la constante de temps d'accélération et de décélération détermine le temps d'accélération du moteur de 0 à 2000 tr/min ou le temps de décélération de 2000 à 0 tr/min.
Les caractéristiques d'accélération et de décélération sont linéaires et la plage de vitesse d'arrivée est définie. En mode de contrôle de non-position, si la vitesse du servomoteur dépasse la valeur définie, le signal du commutateur d'arrivée de la vitesse est activé, sinon il est désactivé.
Ce paramètre n'est pas utilisé en mode de contrôle de position et est indépendant du sens de rotation.
Ajuster le gain proportionnel de vitesse Valeur KVP
Après l'installation du système d'asservissement, les paramètres doivent être ajustés pour assurer une rotation stable. Commencez par régler la valeur du gain proportionnel de vitesse KVP. Avant de procéder à tout ajustement, réglez le gain intégral KVI et le gain différentiel KVD à zéro, puis augmentez progressivement la valeur KVP. Observez s'il y a une oscillation lorsque le servomoteur s'arrête et ajustez manuellement les paramètres KVP pour voir si la vitesse de rotation est sensiblement rapide ou lente. Si la valeur du KVP provoque les problèmes susmentionnés, réduire la valeur du KVP pour éliminer l'oscillation et stabiliser la vitesse de rotation. Cette valeur sera la valeur du paramètre déterminée au préalable. Répétez le processus de correction si nécessaire pour obtenir la valeur idéale.
Ajuster le gain intégral Valeur KVI
Augmenter progressivement la valeur KVI du gain intégral pour produire l'effet intégral. Comme indiqué dans l'introduction à la commande intégrale, la valeur KVP et l'effet intégral peuvent provoquer des oscillations et une instabilité lorsqu'ils atteignent des valeurs critiques. De même, il faut réduire la valeur KVI pour éliminer l'oscillation et stabiliser la vitesse de rotation. Cette valeur sera la valeur du paramètre déterminée au préalable.
Ajuster le gain différentiel Valeur KVD
L'objectif principal du gain différentiel est d'adoucir la rotation de la vitesse et de réduire les dépassements. L'augmentation progressive de la valeur KVD améliore la stabilité de la vitesse.
Ajuster le gain proportionnel de position Valeur KPP
Si la valeur KPP est réglée trop haut, le positionnement du moteur sera dépassé, ce qui provoquera une instabilité. Dans ce cas, réduisez la valeur KPP pour réduire le dépassement et éviter l'instabilité, mais veillez à ne pas la régler trop bas, car cela réduirait l'efficacité du positionnement.
Les servocommandes modernes sont informatisées et la plupart d'entre elles offrent une fonction de réglage automatique du gain, qui permet de faire face à la plupart des conditions de charge. Lors du paramétrage, vous pouvez d'abord utiliser la fonction de paramétrage automatique, puis procéder à des ajustements manuels si nécessaire. Le réglage automatique du gain dispose également de plusieurs options. En général, la réponse de la commande est divisée en différents niveaux, tels que la réponse élevée, moyenne et faible, et les utilisateurs peuvent la régler en fonction de leurs besoins.