伺服技術的進步意味著客戶期望他們的伺服控制機器能以越來越高的性能運行。一個性能指標是機器定位精度。更好的機器精度保證了制造零件和產品的更高質量。因此，精確定位是選擇或開發(fā)伺服系統(tǒng)的關鍵要求。
Servotronix已經開發(fā)了許多方法來克服定位誤差和提高機器性能，特別是對于直線運動系統(tǒng)。
在運行時，系統(tǒng)的準確性可能會受到多種條件或因素的影響，從而導致不可接受的性能。例子：
編碼器：在設備制造過程中引入編碼器的機械、電子或光學性能缺陷可能導致定位誤差。環(huán)境條件和電子噪聲也可能影響編碼器信號的質量。
載荷：機械系統(tǒng)中零件的彎曲可能導致定位誤差。
正交性：適用于XY平臺的精確定位，X軸和Y軸的移動必須是完全直角的（正交的）。如果兩行行程不是正交的，則Y軸在X方向上的移動會引起定位誤差，反之亦然。
齒輪間隙：齒輪間隙是傳動裝置中齒輪齒間的間隙函數。正常的齒隙允許齒輪嚙合而不粘在一起，為潤滑提供了空間。例如，當螺釘螺母經常以相反的方向旋轉時，可能會產生過大的間隙，從而導致定位誤差。
滯后：滯后誤差是由于系統(tǒng)對增加和減少的輸入信號的不一致響應而導致的實際位置和命令位置之間的差異。
為了應用最有效的方法來修正定位誤差，必須確定誤差是否可重復。當目標位置的偏差是可測量和可重復的時，可以在伺服驅動中使用某些函數或算法來實現和保持必要的精度。當定位誤差隨機且不規(guī)則時，外部設備可以達到最佳校正效果。
誤差重復性
重復是指馬達系統(tǒng)一次又一次地回到某一特定位置的能力。精度是系統(tǒng)返回特定位置時測量范圍的值。準確度是指系統(tǒng)與測量或實際位置的距離。
一般來說，定位誤差的重復性可以通過移動和測量定義的位置來確定。該過程可以使用外部精密反饋裝置，如激光干涉儀。
假設運動控制器指示一個線性相位移動到特定位置。一旦移動完成，設備測量舞臺的實際位置。重復指令運動測量回路，直到能夠確定是否發(fā)生定位誤差，如果發(fā)生，它們是否始終相等。定位誤差隨運動過程的變化而變化，因此有必要對直線運動系統(tǒng)中一系列點的重復性進行測試。
當可重復的錯誤發(fā)生時，它們是可預測的，并且伺服驅動器固件可以提供必要的校正，同時在不需要輔助或外部反饋裝置的情況下實現和保持精度。
諧波補償
若要考慮伺服控制回路的諧波補償，則電機周期中的擾動應為固定模式。這表明系統(tǒng)存在諧波誤差。例如，電動機的齒槽轉矩是由電動機的機械結構引起的。鐵心
直線電機通常存在齒槽轉矩，因此可以通過諧波補償對齒槽轉矩進行校正。
高創(chuàng)新的CDHD2伺服驅動器包括一個諧波補償算法，用于校正由電機機械缺陷和/或反饋缺陷引起的轉矩和反饋干擾。諧波校正算法可以處理線性電機中電機螺距可重復模式的干擾或
旋轉電機中的機械速度的干擾。
在應用該算法之前，正確識別干擾源并使用正確類型的諧波補償也很重要。如果系統(tǒng)使用旋轉變壓器反饋，并且每個周期檢測到兩個干擾模式，則可能需要基于反饋的諧波補償。
基于轉矩的諧波補償控制回路
誤差映射校正
一些可重復的定位誤差不能用解析表達式來修正。運動系統(tǒng)可能會失去精度，只需補償沿行程的幾個點。對于此類誤差，可以使用外部測量設備生成誤差圖，然后驅動程序可以使用該誤差圖來補償特定的誤差。
例如，線性軸上的負載位置可以用激光干涉儀測量。為了簡單起見，我們假設軸傳播一米的距離。驅動軟件發(fā)出指令，以100毫米的間隔移動電機，使電機在10個位置的范圍內移動。當電機移動負載時，干涉儀測量負載移動的距離，并在每個點將距離值與電機編碼器的位置進行比較。這兩個值的區(qū)別在于定位誤差。
生成錯誤映射后，映射將存儲在驅動器的非易失性存儲器中，并且可以在驅動器中激活錯誤補償。
在點之間插入算法。在本例中，為了將階段從原點移動275mm，控制器從查找表中獲取最近的兩個數據點（200和300mm）并計算275mm處的校正。
CDHD2伺服驅動器所能實現的定位誤差校正方法的優(yōu)點是，驅動器可以根據實際位置實時獲取校正值，并實時應用校正。一旦糾正，誤差可以忽略不計，不需要額外的位置反饋裝置。
激光干涉儀測量行程
雙回路控制
為了補償隨機的、不可重復的誤差，線性運動系統(tǒng)需要一種方法來檢測和警告駕駛員在操作過程中的誤差?？朔豢芍貜驼`差的一種有效且相對廉價的方法是在運動系統(tǒng)的負載上安裝第二編碼器。第二個編碼器可以實時提供精確的反饋，以補償運動系統(tǒng)的偏差。
ServotronixCDHD2伺服驅動器中的固件具有雙反饋控制回路。在雙環(huán)應用中，電機反饋用于速度控制回路和校正，而二次反饋用于位置回路。
CDHD2驅動器支持各種輔助反饋設備，如增量編碼器和串行編碼器，以及模擬位置反饋設備。
雙環(huán)配置要求調整二次反饋與電機反饋的比例，具體設置方法如圖所示。
雙反饋控制回路
SeloTrONIX雙反饋控制回路已經在一系列GGE醫(yī)用PET/CT掃描儀中用于臨床成像，其中患者的基座托架軸線由滾珠絲杠機構驅動。
兩個編碼器可以連接到軸上，以抵消GE掃描儀系統(tǒng)中的間隙。位置反饋編碼器安裝在電機上，輔助反饋編碼器監(jiān)測負載。雙閉環(huán)控制方案提高了成像系統(tǒng)的運行平穩(wěn)性和定位精度。它還具有檢測負載分離或碰撞的安全功能。
每種直線運動裝置的應用都有獨特的挑戰(zhàn)和解決方案。CDHD2驅動程序的多功能性允許客戶實施某些糾錯方法（如雙環(huán)控制、諧波補償或錯誤映射），以達到最大精度和機器性能。
