【经验】SMAC LCC-10在位置环调谐过程中可能遇到的问题和相应的解决办法

时间： 2020-01-17 来源：SMAC

LCC-10是SMAC旗下推出的单轴伺服电机控制器，其内置放大器，可扩充为多轴，具有定位、速度、扭矩这三种控制模式。本文以SMAC旗下的LCC控制器为例介绍在位置环调谐过程中可能遇到的问题和相应的解决办法。在开始调优之前，需要将执行器类的配置文件加载到控制器中，这可以在LCC控制中心软件的调整选项卡中完成。在位置环的调谐前，应该先将电流环（Current Loop）进行合理调谐。

图1 控制器系统框图

位置环主要用于控制执行器的位置和速度移动。如果已加载配置文件，则会为该执行器加载一组默认的位置控制参数。影响位置控制环值的物理参数包括力常数，运动质量，编码器分辨率和线圈/活塞/导轨/编码器组件的动态带宽等。

位置控制环参数：

每个位置控制回路参数都对目标电流（TC）有影响。目标电流在图中表示为“设定力值（Force Demand）”。需要注意的是这里力，转矩和电流在控制回路中是一样的。具有参数如下：

比例增益：TCP = 位置误差*比例增益常数。
积分增益：TCI = 累积位置误差*积分增益常数
微分增益：TCD =位置误差变化*微分增益常数。
速度ff：TCVFF =目标速度*速度前馈值。
加速度ff：TCAFF =目标加速度*加速度前馈值。
积分限制：TCI可以达到的最大值

TC的总和即是位置环的输出（=目标电流）。

位置环调谐通用原则：

对于目标位置，单步理论位置响应可以很好的指导调谐过程。下图显示了对目标位置（绿色表示）的阶跃响应（蓝色表示）。需要注意的是响应的3个重要特征：上升时间（Rise Time），超调（Overshoot）和稳态误差（Steady State error）。此外，还可以使用扭矩补偿和加速度前馈来进一步优化性能。

图2 对目标位置的阶跃响应曲线

在调谐过程中，可能出现一些问题，下面是原因和解决方法：

1.比例增益或积分增益过高引起的位置振动

一旦位置控制回路接近振荡点，信号就会看起来如下图所示，位置振动与电流共振相反。

当进一步增加比例或积分增益时，将出现如下所示的振荡。实际力值无法追随设定力值。由于该实际电流的限制，振动的功率受到限制。这里，我们可以增加微分增益或者减少比例增益+积分增益。

2.导数增益过高导致位置振动

与电流的共振相比，由于太高的微分增益引起的位置振荡将相对较小。下图显示了响应过程。这里可以减小位置控制回路的微分增益（或减小电流控制回路的积分增益），从而最好地消除这种振动。

理想的位置环调谐

最后需要说明的是，没有适用于所有应用的“ THE”理想位置环。每个应用程序都会有不同的要求，这些要求为用户提供了不同的运动边界，例如：

1. 尽可能快，超调并不重要（例如瓶子弹出应用程序）

2. 在任何情况下都不允许超调（在严格的尺寸范围内进行运动应用）

3. 运动结束时没有位置误差或最小位置误差（定位应用程序）

4. 保持速度尽可能恒定（扫描应用程序）

下图显示合理的位置响应曲线，供用户从参考：

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型号- LAR55-050-55-1,CBL50C,LAR300-050-75-2,VLC-M1,LCA50-050-75-1,LCA50-050-75-2,LCA25-025-15-6,LAH-LSD26-03,MSA8,MGR系列,SLE-LI系列,LAL300-050-75-2,LAH-RSD-03,GRP系列,SLE-35 系列,CAH-4RTDGRP26-03,LAS35,LCR16-050-15-6,SLE-LI,LCA16-010-75-2,LAR95-050-75-1,GRP7,CAL 系列,LAL55-100-75-1,MAH-6RED226-03,LAS300-050-75-2,SRE-30 系列,VLC-1-07,LXY,LAR31-030-55-1,HT35,LAH-6LTD-03,CTL系列,CBR系列,LDL15-010-35-3,LCS25-100-15-6,LAR35-050-55-1,LAA-5,VLC-1-13,CBL35C-025-55-1,LAS35-100-75-1,LAL系列,LCA25-050-15-6,CBL35C-010-75-1,MAH-4RTD026-03,LAH-RAD26-03,CBL50-025-55-1,CAL12系列,HT55,CBL50-025-55-2,LAR55,LAR51,LCS25-100-35-6,LCA50-150-35-6,LCC-11,LBL25-050-35-3,LCC-10,LDL40-100-35-3,LCS25-150-15-6,LCS25-050-35-6,LCA16-050-15-6,SLA10-010-55-1,LAL300-030-75-2,LAL300-030-75-1,LCS25,CAH-4RED26-03,LCS25-025-55-2,LCA50-025-75-1,LAH-6RTD26-03,LCA25系列,GRP,SLE-35系列,LBS17,LBL系列,LAR35,LAS55,LDL25-100-35-6,LAR31,LBL25-100-35-3,LCA25-200-31-6-F3,LBL40-050-35-3,LCA25-200-35-6,MLA8-010-51-2,LDL25-050-35-6,LAH-LAD-03,CBL50,CBL35-025-55-1,LAL55-150-75-1,LCA13-050-15-6,CBL35-010-55-1,LCA16,LCA13,LAS95-015-75-2,LAS95-015-75-1,SLA,HT,LDL系列,CAH-4LTD26-03,LAL95系列,CAH-6LTD-03,LAR95,LBR62,LCS50,MGR7,LDL25-075-35-6,LAH-4LTD-03,CBL35,LCA25,LCA20,VLCI-R1,LCA25-050-35-6,CAH-4LOD26-03,CBL35C,LDL25C-025-35-6,VLC-ETC,LCS50-050-35-6,LCA8-050-15-3,LAL300-100-75-1,LAR55-050-75-1,LAH-4RED-03,LCA16-035-15-6,CBC-ECT,LCA13-035-15-6,MGR7-010-51-1,LCA25-025-35-6,LCR13,LBR40,LAS95,LCS25-200-15-6,LDL40C-075-35-3,LDL40C-025-35-3,LAS95-025-75-2,LDL40C-050-35-3,MSA系列,LCR16,CBL50-010-55-2,LAH-6LOD26-03,LDL25C-050-35-6,LDL25C-100-35-6,LAL,LCS25-010-55-2,LCR20,LCS25-010-55-1,LAL500,LDL25C-075-35-6,LAR,CBL50-010-55-1,LAS,MAH-6LOD26-03,SRE-30,CAL12,LAH-4RED26-03,LCR20-025-75-2,LCA25-010-55-2,LCA50,LCA25-010-55-1,LXY25X2,SLA10,LCA50-050-35-6,LCS25-200-35-6,LBL,LDL40C-100-35-3,LBS,LBR62-150-35-3,LDL25C,LBR,LBR62-050-35-3,LBL25-150-35-3,LALS,LCR13-025-55-2,LCA25-100-35-6,LCS25-010-75-1,LCS25-010-75-2,LDL40-025-35-3,LCB,CBL35-025-75-1,LCA,LCA25-150-15-6,LCA25-200-15-6,CBL50-010-75-1,LCR,CBL50-010-75-2,LCA8-025-15-3,LCS,SLE-LI 系列,LAH-6LTD26-03,CTL70,LCA32,LCS50-025-75-1,LAR55-100-55-1,CBL50-025-75-2,CBL50-025-75-1,LCA50-100-35-6,GRP20,LAR35-025-55-1,LAR51-058-35-6,LL系列,MLA8,CAH-LSD26-03,LDL,VLC-25-13,LAL95-015-75-2,LDL15C,LAL95-015-75-1,LCS25-150-35-6,LCS8,LAH-PT12-26,LAL95-025-75-2,LCR16-025-55-2,LDL25-025-35-6,LCA25-025-55-2,LDL25C-010-35-6,GRP35,VLC-25-07,LXY系列,GRP20-010-51-1,LCR6,MGR,CTL,LAL300,CBL35-010-75-1,LCS25-025-75-2,LCS50-150-35-6,SLA25,CTL50,LXY15-015-75-1,CBC-EIP,LCA20-025-75-2,LAS35-050-55-1,MLA系列,LBL600,LBL25,LAR55-100-75-1,LAL55,CBL50C-010-75-2,CBL50C-010-75-1,LAL95-050-75-1,LAS55S,LCA13-025-55-2,LCS25-025-15-6,LAC-45,LCA25-025-75-2,LAH-RSD26-03,LAS95-050-75-1,GRP50,LDL25-010-35-6,GRP35-030-75-1,LAL35-050-55-1,LCS50-050-75-1,LXY25-025-75-2,LCS50-050-75-2,LCS50-100-35-6,LCS8-025-15-3,LAC-1S,CBC-6-C,LAH-4LOD-03,LAL35-025-55-2,CBL50C-025-55-2,CBL50C-025-55-1,LALS系列,LAR31-030,CBL35-015-75-1,LBL25-200-35-3,LAL35,LCR16-035-15-6,MAH-6RED026-03,LAS35-025-75-1,CBL35C-015-55-1,LAS300,HT35 系列,LAC-25,MGR20,LCA25-100-15-6,VLCI-X1,LAL55-050-55-1,LBL10,CBC-I-3,MLA,LBS系列,CBC-I-6,□□□□□□C-□□□-□□-□-□V□□□-MOD,CAH-LAD26-03,LDL40-075-35-3,LAH-LSD-03,CBL35-015-55-1,LAR31-050,LAH-6LOD-03,LCA32-012-75-3,LAS35-025-55-2,LAH-LAD26-03,CBL35系列,LAL95,LAS95X1,LDL15,LCS50-250-35-6,LCA25-010-75-1,LCA25-010-75-2,LCA20-025-55-2,LBR62-300-35-3,LCS8-010-55-2,CBL系列,LDL15C-010-35-3,LBL40,LCA50-010-75-2,LAR系列,LAS55-100-55-1,LCR13-050-15-6,LCA25-150-35-6,LAH-4LOD26-03,LAH-RAD-03,LAL500-025-75-2,LAH-6RED-03,GRP50-030-75-1,LAL35-050-75-1,LAS55-050-55-1,CBL35C-010-75-1-F3,LXY25,LAH-6RED26-03,CAH-6RED26-03,CBL50C-025-75-1,MAH-4LTD026-03,CBL50C-025-75-2,LAD-1,LDL40,LAH-4LTD26-03,SLA10-005-55-1,LCA6-010-55-3,CTL70-010-75-2,LDL40-050-35-3,CBL35C-025-75-1,GRP50-030-55-1,LCR系列,LAS35-100-55-1,SLE-35,LAL55-150-55-1,LAH-4RTD26-03,CBL35C-010-55-1,SLA系列,LBR系列,LCR13-035-15-6,LAR300-100-75-1,LAS35-050-75-1,LAH-6RTD-03,MIOE-8/8,LDL25,HT55 系列,MSA,CBL50C-010-55-1,CBL50C-010-55-2,MSA8-010-01-0,SRE-30系列,LDL40C,LCS25-050-15-6,LCS系列,LCS25-025-35-6,LXY15,SLA 系列,CTL50-010-75-2,LCA8-010-55-2,LAL55-100-55-1,LAS55-150-75-1,LBR40-050-35-3,LL 系列,LAR31-050-15-6,CBL 系列,LAH-4RTD-03,LAL35-025-75-1,LCA16-010-55-2,LCA50-250-35-6,LBS17-005-52-2,LAC-1D,LAC-1C,CBL35C-015-75-1,LCA16-025-55-2,LAS55-100-75-1,CAH-6LOD26-03,LAH-6GRP-03,LAH-GRP26-03,CAL,MAH-4RTD226-03,LAL35-100-55-1,LAR95-015-75-1,LAL55-050-75-1,LAL500-050-75-2,LAS55-050-75-1,LAR300,LAS55-150-55-1,LCS8-050-15-3,CBC,LCAS,CBL,SLA25-010-55-2,CBR,LAC-1,LBL25-025-35-3,LCA8,LCA6,LAC-X,GRP35-030-55-1,LCA系列

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SMAC 移动线圈致动器选型指南（英文）

目录- Company profile MOVING COIL TECHNOLOGY PRODUCT OVERVIEW PART NUMBERING SYSTEM&PRODUCT SPECIFICATIONS ELECTRIC CYLINDERS LINEAR ACTUATORS LINEAR ROTARY ACTUATORS LINEAR SLIDES ACTUATORS GRIPPERS/XY STAGES MULTI-AXIS SOLUTIONS MCA INSIDE “DROP-IN” SOLUTIONS CONTROLLERS/AMPLIFIERS CABLES GRAPHICAL USER INTERFACE SYSTEM CONFIGURATION INSTALLATION GUIDE/INDIVIDUAL MODIFICATIONS ENCODERS HT MOTOR APPLICATIONS

型号- LAR55-050-55-1,CBL50C,CTL50,LAR300-050-75-2,LCB SERIES,LXY15-015-75-1,CBC-EIP,VLC-M1,LCA20-025-75-2,LAS35-050-55-1,LCA50-050-75-1,LCA50-050-75-2,LCA25-025-15-6,MSA SERIES,LBL600,LAH-LSD26-03,LBL25,LAR55-100-75-1,MSA8,LAL55,CBL50C-010-75-2,CBL50C-010-75-1,LAL300-050-75-2,LAL95-050-75-1,LAH-RSD-03,LCA13-025-55-2,LCS25-025-15-6,CAH-4RTDGRP26-03,LCA25-025-75-2,LAH-RSD26-03,SLA SERIES,LAS95-050-75-1,LAS35,LCR16-050-15-6,GRP50,LCA16-010-75-2,LDL25-010-35-6,LAR95-050-75-1,GRP35-030-75-1,LAL35-050-55-1,LCS50-050-75-1,LXY25-025-75-2,LAL55-100-75-1,LCS50-050-75-2,MAH-6RED226-03,LAS300-050-75-2,LCS50-100-35-6,LCS8-025-15-3,LAH-4LOD-03,VLC-1-07,LAL35-025-55-2,LXY,VLC,CBL50C-025-55-2,CBL50C-025-55-1,LAR31-030-55-1,HT35,LCR SERIES,LAH-6LTD-03,LAR31-030,LDL15-010-35-3,CBL35-015-75-1,LBL25-200-35-3,LAL35,CBL SERIES,LCS25-100-15-6,LCR16-035-15-6,MAH-6RED026-03,LAR35-050-55-1,LAA-5,VLC-1-13,LAS35-025-75-1,CBL35C-015-55-1,LAS300,LAC-25,SLE-LI SERIES,MGR SERIES,CBL35C-025-55-1,LAS35-100-75-1,LCA25-100-15-6,LAR SERIES,LL SERIES,LCA25-050-15-6,VLCI-X1,LAL55-050-55-1,LBL10,CBL35C-010-75-1,MLA,CBL35 SERIES,MAH-4RTD026-03,LAH-RAD26-03,CBL50-025-55-1,HT55,CBL50-025-55-2,LAR55,CAH-LAD26-03,LDL40-075-35-3,LAH-LSD-03,CBL35-015-55-1,LAR31-050,LAH-6LOD-03,LAR51,LCS25-100-35-6,LCA50-150-35-6,LBR SERIES,LCA32-012-75-3,LAS35-025-55-2,LAH-LAD26-03,LAL95,LCC-11,LBL25-050-35-3,LCC-10,LDL40-100-35-3,LCS25-150-15-6,LCS25-050-35-6,LCA16-050-15-6,SLA10-010-55-1,LAL300-030-75-2,LAL300-030-75-1,LCS25,CAH-4RED26-03,LDL15,LCS25-025-55-2,LCA50-025-75-1,LAH-6RTD26-03,LCS50-250-35-6,GRP,LCA25-010-75-1,LCA25-010-75-2,LBS17,LCA20-025-55-2,LAR35,LBR62-300-35-3,LAS SERIES,LAS55,LCS8-010-55-2,LDL25-100-35-6,LAR31,LDL15C-010-35-3,LBL25-100-35-3,LBL40,LCA25-200-31-6-F3,CTL SERIES,LBL40-050-35-3,LCA50-010-75-2,LCA25-200-35-6,MLA8-010-51-2,LDL25-050-35-6,LAS55-100-55-1,LAH-LAD-03,LBL SERIES,CBL50,HT55 SERIES,LCR13-050-15-6,LCA25-150-35-6,LAH-4LOD26-03,LAH-RAD-03,LAL500-025-75-2,CBL35-025-55-1,LAH-6RED-03,LAL55-150-75-1,GRP50-030-75-1,LCA13-050-15-6,LAL35-050-75-1,LAS55-050-55-1,LALS SERIES,CBL35C-010-75-1-F3,LCA16,CBL35-010-55-1,LCA13,LAS95-015-75-2,LAS95-015-75-1,LXY25,SLA,LAH-6RED26-03,HT,CAH-4LTD26-03,CAH-6RED26-03,CBL50C-025-75-1,MAH-4LTD026-03,CBL50C-025-75-2,CAL SERIES,CAH-6LTD-03,LAR95,LBR62,LCS50,MGR7,LDL25-075-35-6,LAH-4LTD-03,LAD-1,LDL40,CBL35,LAH-4LTD26-03,SLA10-005-55-1,LCA25,LAL SERIES,LCA6-010-55-3,MLA SERIES,LCA20,CTL70-010-75-2,LDL40-050-35-3,CBL35C-025-75-1,GRP50-030-55-1,VLCI-R1,LCA25-050-35-6,LAS35-100-55-1,CAH-4LOD26-03,CBL35C,LAL55-150-55-1,LAH-4RTD26-03,GRP SERIES,LDL25C-025-35-6,CBL35C-010-55-1,VLC-ETC,LCS50-050-35-6,LCA8-050-15-3,LAL300-100-75-1,LAR55-050-75-1,LAH-4RED-03,LCA16-035-15-6,LCR13-035-15-6,CBC-ECT,LAR300-100-75-1,LCA13-035-15-6,LAS35-050-75-1,LCS SERIES,MGR7-010-51-1,LCA25-025-35-6,LXY SERIES,HT35 SERIES,LCR13,LBR40,LAH-6RTD-03,LAS95,MIOE-8/8,LCS25-200-15-6,LDL25,MSA,CBL50C-010-55-1,CBL50C-010-55-2,MSA8-010-01-0,LDL40C-075-35-3,LDL40C-025-35-3,LAS95-025-75-2,LDL40C,LDL40C-050-35-3,LCS25-050-15-6,LCS25-025-35-6,LXY15,CTL50-010-75-2,LCR16,LCA8-010-55-2,CBL50-010-55-2,LDL SERIES,LAH-6LOD26-03,LDL25C-050-35-6,LDL25C-100-35-6,LCS25-010-55-2,LCR20,LCS25-010-55-1,LAL55-100-55-1,LAS55-150-75-1,LAL500,LDL25C-075-35-6,LBR40-050-35-3,LAR,CBL50-010-55-1,LAS,MAH-6LOD26-03,LAH-4RED26-03,SRE-30 SERIES,LAR31-050-15-6,LCR20-025-75-2,LAH-4RTD-03,LCA25 SERIES,LAL35-025-75-1,LCA25-010-55-2,LBS SERIES,LCA50,LCA25-010-55-1,LCA16-010-55-2,LCA50-250-35-6,LBS17-005-52-2,CBC-I-3/6,LAC-1D,LCA SERIES,SLA10,LAC-1C,LCA50-050-35-6,LCS25-200-35-6,LBL,LDL40C-100-35-3,CBL35C-015-75-1,LBS,LBR62-150-35-3,LBR,LDL25C,LBR62-050-35-3,CBC-I-3/6-C,LBL25-150-35-3,LCA16-025-55-2,LCR13-025-55-2,LCA25-100-35-6,LAS55-100-75-1,LCS25-010-75-1,SLE-35 SERIES,LCS25-010-75-2,CAH-6LOD26-03,LAH-6GRP-03,LDL40-025-35-3,LCB,CBL35-025-75-1,LCA,LCA25-150-15-6,LCA25-200-15-6,MAH-4RTD226-03,LAL35-100-55-1,LAR95-015-75-1,LAL55-050-75-1,CBL50-010-75-1,LCR,CBL50-010-75-2,LAL500-050-75-2,LAS55-050-75-1,LAR300,LCA8-025-15-3,LCS,LAS55-150-55-1,LAH-6LTD26-03,CTL70,LCS8-050-15-3,CBC,LCA32,LCS50-025-75-1,LAR55-100-55-1,CBL50-025-75-2,CBL50-025-75-1,LCAS,CBL,GRP20,LCA50-100-35-6,LAR35-025-55-1,LAR51-058-35-6,SLA25-010-55-2,MLA8,CAH-LSD26-03,VLC-25-13,LAL95-015-75-2,LDL15C,LAL95-015-75-1,LCS25-150-35-6,LAC-1,LCS8,LBL25-025-35-3,LAH-PT12-26,LAL95-025-75-2,LCR16-025-55-2,LCA25-025-55-2,LDL25-025-35-6,LDL25C-010-35-6,GRP35,VLC-25-07,LCA8,LCA6,GRP20-010-51-1,GRP35-030-55-1,MGR,CTL,LAL300,CBL35-010-75-1,LCS25-025-75-2,LCS50-150-35-6,SLA25

2022/3/2 - SMAC - 选型指南

VLC-1-XX CONTROLLER

型号- VLC-1-07,VLC-1-XX,VLC-1-13,VLC-1

07/02/2021 - SMAC - 商品功能框图 - REV.A

【选型】SMAC电机控制器LAC-1和LCC-10选型对比分析

SMAC公司除了制造高性能的音圈电机外，也为电机配备了优异的控制器。在单轴应用上，目前主推LAC-1和LCC-10两个型号。对很多工程师来，SMAC控制器的使用还比较陌生，两款控制器都能很好的控制电机，本文讲述针对产品特点教你如何选择哪款控制器。

2019-03-29 - 器件选型

VLCI-X1 CONTROLLER

型号- VLCI-X1

3/4/2020 - SMAC - 商品功能框图 - REV: A

【产品】SMAC EtherNet/IP和EtherCAT单轴伺服电机控制器/驱动器CBC-EIP和 CBC-ECT

SMAC公司推出的CBC-EIP是一个集成的单轴伺服电机控制器/驱动器，具有以太网/IP连接。而 CBC-ECT是具有EtherCAT连接功能的集成式单轴伺服电机控制器/驱动器。既可以独立运行，也可以内置在SMAC执行器中，从而省去了控制箱或复杂的布线，简化了系统的设计和集成过程。

2020-07-19 - 新产品

【产品】VLCI-R1系列超低成本的单轴伺服电机控制器/驱动器，可以集成到执行器中

SMAC推出VLCI-R1系列非常低成本的单轴伺服电机控制器/驱动器。该产品为三相无刷直流有刷直流线性执行器。VLCI-R1系列可以集成到执行器中，从而省去了控制箱或复杂的布线，简化了系统的设计和集成过程。产品采用PID滤波算法，可以实现位置，速度和力矩的控制，位置，速度，加速范围均为31位。控制器支持的电机包括三相无刷，直流有刷，直流线性执行器等不同的类型，能够满足用户不同的应用要求。

2020-10-03 - 新产品

【经验】SMAC LCC控制器单轴伺服电机控制器重置错误的方法

LCC-10是SMAC旗下推出的单轴伺服电机控制器，其内置放大器，可扩充为多轴，具有定位、速度、扭矩这三种控制模式。本文主要以LCC-10为例介绍LCC控制器如何重置错误的方法。LCC利用紧急错误代码（16位）和错误寄存器（8位）提供错误消息。

2019-09-21 - 设计经验

【技术】SMAC控制器在力量、加速度以及速度皆可完全程序化，并以高速度、低力量的方式接近零件表面

SMAC致动器在力量、加速度以及速度上皆可完全程序化。它让用户可以按个按钮即可迅速灵活的操作并转换多样的产品。多种运行配置文件(程序) 可以储存或预先设定在SMAC的控制器里。软着陆指的是致动器的轴或者夹爪以可程序化的高速度、低力量的方式接近零件表面。这种独特的功能对精密易碎或高单价的零件的组装相当有帮助。

2020-08-29 - 新技术