免调整:上电直接启用,不需要执行专门调谐运转,运行过程实时自适应;Σ‑7 最大支持惯量比 30:1;Σ‑X 提升至 100:1。
高级自动调谐:需要电机做专门往复运动辨识机械,一次性计算并固化一组增益参数,整定更快(10ms 级)。
免调整核心是运行中实时惯量辨识 + 自适应增益调度 + 多重振动抑制 + 摩擦 / 扰动补偿,驱动器每62.5μs 位置环周期持续在线估算负载状态,动态修改控制参数,不需要人为输入惯量比,也不用做专门调谐跑合。
一、负载惯量在线辨识
普通自动调谐:电机来回跑几段测试行程,一次性算出负载惯量,写进参数,运行不再更新。
免调整模式下:
利用电机运行时的转矩指令、电机加速度、编码器反馈位置 / 速度,实时做动力学估算: \(T_{q}=J_{total}\cdot \alpha\),从转矩‑加速度关系持续反推总惯量(电机 + 负载)。
Σ‑X 做了算法升级:不需要专门往复测试运动,直接利用设备正常生产动作即可完成辨识;即使行程受限、不能来回摆动的机构,照样在线更新惯量估值
辨识是持续闭环更新:当设备负载变化(机构搬运工件、料重改变),驱动器自动感知惯量变化,实时刷新内部估值。免调整不会改写 Pn103(惯量比参数),惯量估值保存在驱动器内部模型,不写入用户可见参数;所以你看参数表 Pn103 不会变化,但内部控制模型一直在变。
二、自适应增益调度
伺服三环(位置环、速度环、电流环)增益不是固定一组,驱动器内部预置多张增益表:
根据实时辨识得到的惯量比,自动选取、插值计算合适的速度环增益、位置环增益、速度环积分时间常数。
负载变大→自动压低增益,防止振荡;负载变小→适度抬高增益保证响应。
增益是动态浮动,不是固定死的一组参数,以此容忍很大范围的惯量波动(Σ‑7:1‑30 倍;Σ‑X:1‑100 倍)。
局限:为保证稳定性,免调整模式整体增益水平偏保守;整定时间 100‑150ms,适合点位设备;对高速轮廓切削、轨迹跟随要求极高场景,性能不如高级自动调谐。
三、内置多重自动振动抑制
免调整模式下,共振抑制功能同步自动开启,不需要手动设置陷波、制振频率:
陷波滤波器(Notch):抑制 500Hz 以上传动系高频共振;Σ‑7 最多 5 段陷波。
A 型制振控制:抑制数百~1kHz 的扭转振动。
低频率制振:抑制数十 Hz 的机械末端抖动(皮带、长悬臂机构)。 驱动器持续监控速度反馈中的振荡分量,自动启用对应滤波器抑制共振。
四、扰动与摩擦补偿
转矩扰动观测器:把外部干扰、摩擦力矩作为扰动观测出来,前馈补偿到转矩指令,降低启停抖动。
象限误差补偿(摩擦补偿):换向瞬间补偿静摩擦,减少过零点爬行、毛刺。
注意:免调整模式摩擦补偿是简易版本;高级自动调谐会辨识更精细摩擦模型,补偿效果更强。
五、Σ‑7 与 Σ‑X 免调整关键差异
表格
| 项目 | Σ‑7(SGD7S) | Σ‑X(SGDXS) |
|---|---|---|
| 最大支持惯量比 | 30:1 | 100:1安川电机(... |
| 惯量辨识方式 | 运行中辨识,部分场景需要往复动作 | 生产动作即可辨识,无需往复测试,低刚性机构适配更好安川電機e... |
| 负载变动补偿 | 基础自适应 | 新增负载变动补偿控制,负载突变时动态修正控制输出 |
| 整定时间 | 100‑150ms | 大幅缩短,机械刚性差设备稳定性提升 |
| 适用场景 | 通用点位、包装搬运 | 低刚性、负载波动大,皮带、长悬臂机构 |
六、免调整、高级自动调谐、单参数调谐三者对比
免调整 Pn170.0=1上电即开,不用跑调谐运动;运行持续自适应;整定 100‑150ms;适合负载变化、调试时间紧;不改写用户增益参数。
高级自动调谐(Advanced Auto‑tuning)电机执行专门往复运动,辨识机械共振、摩擦、惯量,一次性计算约 20 个参数并写入驱动器;整定约 10ms;适合追求更高跟随性能,负载基本不变的设备。
单参数调谐 One‑parameter tuning在自动调谐基础上,仅调节 1 个响应等级参数,其他参数联动变化;整定 0‑4ms,用于精细微调。
七、实际使用注意点
参数 Pn170.0=1 开启免调整;设为 0 关闭,使用手动固定增益模式。
免调整模式增益偏保守,不适合高精度高速轨迹切削,这种场景要用高级自动调谐。
虽然能支持大惯量比,但电机选型依然要尽量控制实际惯量比,不要长期接近上限,否则响应会明显变差。
机械存在严重间隙、背隙过大,免调整也无法完全消除抖动,根源在机械。
Σ‑X 免调整支持 “负载变动补偿控制”,针对运行过程负载忽大忽小场景,比 Σ‑7 抗扰动更强。

