大部分伺服電機(jī)在空載情況下具備良好的功能特性，但一旦負(fù)載運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)出的“性能”卻差強(qiáng)人意，這主要是因?yàn)樗欧姍C(jī)在受到機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)反作用力擾動(dòng)時(shí)無法作出合理的響應(yīng)而造成的。
當(dāng)伺服電機(jī)接入設(shè)備機(jī)械系統(tǒng)獲得的反饋偏差（速度偏差、位置偏差、扭矩偏差等）常常是夾雜很多擾動(dòng)的，如：機(jī)械諧振、響應(yīng)遲滯、傳動(dòng)間隙、機(jī)械連接方式等，伺服電機(jī)需要能夠?qū)⑦@些不同類型的偏差和擾動(dòng)區(qū)分開來，有針對(duì)性的對(duì)各種不同類型的運(yùn)動(dòng)反饋?zhàn)龀鱿鄳?yīng)的合適的響應(yīng)，這樣設(shè)備才能達(dá)到最佳性能。所以幾乎所有的伺服系統(tǒng)，都需要在較高的慣量比、高動(dòng)態(tài)性能的預(yù)期及柔性機(jī)械聯(lián)接這幾個(gè)方面相互平衡、折中、妥協(xié)，而在任何系統(tǒng)中，以上這三點(diǎn)都是無法同時(shí)做到的。慣量比與系統(tǒng)剛性和動(dòng)態(tài)性能之間的關(guān)系圖例如要讓一個(gè)慣量比達(dá)到100：1或者更高的系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)起來，如果系統(tǒng)剛性不佳，此時(shí)就需要降低系統(tǒng)響應(yīng)頻率（即增益值），即在性能上妥協(xié)；或者我們?nèi)匀恍枰休^高的動(dòng)態(tài)特性，那么就不能允許在電機(jī)和負(fù)載之間有任何間隙和柔性的聯(lián)接。合適的慣量比主要取決于運(yùn)動(dòng)曲線有多么“激進(jìn)”以及機(jī)械傳動(dòng)有多“硬”，不同的動(dòng)態(tài)特性預(yù)期和傳動(dòng)剛性的差異，決定了特定運(yùn)控系統(tǒng)所“適合”的慣量比。一些速度較慢或者基本保持恒速運(yùn)行的應(yīng)用，如分度轉(zhuǎn)臺(tái)等，對(duì)慣量比要求并不苛刻，基本不要求個(gè)位數(shù)的慣量比，如果采用較好的剛性機(jī)械傳動(dòng)（如直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)），慣量比達(dá)到幾百甚至上千有時(shí)也是可以接受的。但對(duì)于那些高動(dòng)態(tài)、高精度應(yīng)用，比如：印刷的套準(zhǔn)同步、三角機(jī)器人的高速抓取等，即使采用極佳的剛性傳動(dòng)，也不敢使用較大的慣量比（有時(shí) 10 都已經(jīng)很大了）；而如果傳動(dòng)剛性不足，那么可能 1:1 的慣量比都大了。正如慣量比與系統(tǒng)剛性和動(dòng)態(tài)性能之間的關(guān)系圖中所示，基于不同的動(dòng)態(tài)和精度性能，根據(jù)不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型所帶來系統(tǒng)剛性差異，可能的慣量比匹配范圍還是很大的，是需要在實(shí)際具體的運(yùn)控應(yīng)用中，區(qū)別對(duì)待，具體情況，具體分析的。一般應(yīng)用場景：伺服鎖軸增益和運(yùn)行增益不一樣。電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)切換到較高增益，以獲得更好的指令跟蹤性能；電機(jī)靜止(伺服使能)狀態(tài)切換到較低增益，以抑制振動(dòng)。增益切換的切換條件：根據(jù)增益切換模式選擇(2009h:08h)，具體切換條件如下：1 ~使用外部DI切換，DI無效為第1增益，DI有效為第2增益；2~轉(zhuǎn)矩指令,轉(zhuǎn)矩指令的絕對(duì)值超過(等級(jí)+時(shí)滯)[%]的狀態(tài)在延遲時(shí)間期間內(nèi)持續(xù)時(shí)，切換到第二增益；轉(zhuǎn)矩指令的絕對(duì)值不到(等級(jí)-時(shí)滯)[%]的狀態(tài)在延遲時(shí)間的期間內(nèi)持續(xù)時(shí)，返回到第一增益；3 ~內(nèi)部生效的速度指令值(606Bh)25ms維持不變固定使用第1增益，變化使用第2增益；7 ~位置指令，位置偏指令不為0的狀態(tài)在延遲時(shí)間期間內(nèi)持續(xù)時(shí)，切換到第二增益；位置指令為0的狀態(tài)在延遲時(shí)間的期間內(nèi)持續(xù)時(shí)，返回到第一增益；8 ~定位完成，定位未完成的狀態(tài)在延遲時(shí)間期間內(nèi)持續(xù)時(shí)，切換到第一增益；定位完成的狀態(tài)在延遲時(shí)間的期間內(nèi)持續(xù)時(shí)，返回到第二增益；除位置控制模式外，其余固定為第二增益；一體化伺服電機(jī)PID的整定流程和判斷依據(jù)一體化低壓伺服電機(jī)由三個(gè)控制環(huán)路構(gòu)成，從內(nèi)向外依次是電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)，電流環(huán)的響應(yīng)頻率最高。伺服電機(jī)出廠默認(rèn)電流環(huán)增益參數(shù)已確保了充分的響應(yīng)性，一般無需調(diào)整，因此需要調(diào)整的有位置環(huán)增益、速度環(huán)增益、速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù)、速度前饋、速度前饋濾波時(shí)間常數(shù)及轉(zhuǎn)矩指令濾波時(shí)間常數(shù)。為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，提高位置環(huán)增益的同時(shí)，需提高速度環(huán)增益。1. 設(shè)定合適的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比2.設(shè)定速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù)為03.加大速度環(huán)增益，如果機(jī)械振動(dòng)，稍許調(diào)小4.先設(shè)定速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù)為較大值，逐漸減小速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù)，如果機(jī)械振動(dòng)，稍許調(diào)大
5.增大位置環(huán)增益，如果機(jī)械振動(dòng)，稍許調(diào)小
6.如果因?yàn)闄C(jī)械系統(tǒng)發(fā)生共振而無法加大增益，進(jìn)而無法得到應(yīng)有的伺服應(yīng)用要求，可以對(duì)轉(zhuǎn)矩低通濾波器或陷波器調(diào)整抑制機(jī)械系統(tǒng)共振；然后重新操作以上步驟以提高伺服性
7.若需要更短的定位時(shí)間和更小的位置跟蹤誤差，可適當(dāng)增加速度前饋，即速度前饋增益，但不宜超過80%1.伺服使能，用戶手動(dòng)正反轉(zhuǎn)確定運(yùn)行范圍（建議最小半圈），然后確定運(yùn)行方向（正-負(fù)，負(fù)-正，正-正，負(fù)-負(fù)）、移動(dòng)量（1/2/4圈等），最大速度，加減速（1000/2000/4000rpm/s等）等。如果運(yùn)行方向是單一方向，運(yùn)行范圍失效。2.點(diǎn)擊開始按鈕，電機(jī)按設(shè)定的運(yùn)行方向和移動(dòng)量運(yùn)動(dòng)，停止間隔2S左右（用于判斷）。3.速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù)（2008-02）設(shè)為0，慢慢增大速度環(huán)（2008-01）增益（50/100間隔）。判斷標(biāo)準(zhǔn)：停止時(shí)，0速不抖動(dòng)（606C抖動(dòng)不超過2rpm）。4.速度環(huán)（2008-01）增益設(shè)為880，速度環(huán)積分時(shí)間常數(shù)（2008-02）取個(gè)較大值，一般20-30ms，這里先取30ms。（如果大慣量負(fù)載，可以稍微放大一些）判斷標(biāo)準(zhǔn)：運(yùn)行時(shí)，實(shí)際速度(606C)和規(guī)劃速度（606B）相同或者超調(diào)2%左右（如果減小，伺服振動(dòng)，取振動(dòng)時(shí)的積分時(shí)間常數(shù)上調(diào)100）。停止時(shí)，0速盡量不抖動(dòng)（6044抖動(dòng)不超過5rpm)。5.位置環(huán)調(diào)試（速度環(huán)取880，1000）位置環(huán)增益（2008-03）逐漸 增大（200/500間隔）判斷標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)際位置（6063）不超調(diào)，跟隨誤差（60F4）2000以內(nèi)。注：不同的加減速，跟隨誤差不一樣，加減速減小，位置環(huán)增益需相應(yīng)減小。位置環(huán)增益根據(jù)實(shí)際跟隨誤差調(diào)整，如果加大位置環(huán)增益無明顯改善，可以通過速度環(huán)前饋加以改善伺服直接拖動(dòng)絲桿測試（正反2圈，PP模式，T型加速，加減速120000rpm/s）
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