的轨迹和位置控制以及尽量短的整定周期，然而现实中即使选择最先进的伺服系统以及最完满的

　　理解前馈需要从伺服的控制回路开始，常见伺服系统都有三环控制设计，以实现对伺服电机精确的位置摩擦力矩、速度和电流的控制。

　　这里展示了常见位置环模型，通过位置传感器获得的实际位置信号和位置命令得出位置误差，经过PID运算之后获得输出值，一般位置环的输出值会作为下一个环，也就是速度环的输入。

　　我们再看速度环模型，位置环的输出实际是速度命令，与通过各种类型的速度传感器获得实际速度相减得出速度误差，进行PI运算之后得到输出，即扭矩命令，也就是电流环的输入端。电流环原理和另外两个环的原理类似。

　　假设我们此时转动电机，尽管对PID参数进行了大量微调，我们发现 还是无法实现想要的负载运动轨迹。在加速阶段似乎总是存在滞后，而在减速阶段似乎总是出现超调。

　　我们从示波器中获得轴的速度曲线和跟随误差曲线。过大的跟随误差对于用户来说运动轨迹没有达到设计需求，或者更严重的跟随误差会带来运动轴的过冲，引起报警或带来安全隐患。

　　原因之一就是，如之前的介绍，PID控制回路要输出任何内容，就必须一直有一个误差可供计算。

　　另一个原因是现实情况下，PID控制的目标需要再达到高精度和减少震荡之间取得平衡，并适合各种轨迹和各种负载，PID增益代表了这些不同目标之间的折衷。

　　如果有某种方法可以为运动控制器提供更多信息，也许我们可以减轻PID环路的负担，同时仍然减少位置误差 — — 这就是前馈。

　　前馈控制是以不变性原理为理论基础的一种控制方法，在原理上完全不同于伺服PID控制系统，通过简单地将前馈数值添加到 PID 位置环输出中来引入前馈分度圆柱导程角，从而修改电流环或速度环命令，以此补偿扰动对被控变量的影响。这个改变不受实际系统中测量的任何内容（例如编码器位置）的影响管子钳。

　　前馈位于伺服环之外，至于该如何设定这来自于算法的设计，即系统如何对所需运动曲线或其他因素的变化做出反应。

　　前馈对运动模型的预测越好，伺服反馈环路必须执行的操作就越少，机器性能就越准确、响应越灵敏。

　　YKCAT2前馈技术基于40年历史的德国CNC算法库。通过设定轴的动力学参数、用户选择的运动学模型以及X86的强大算力，获得精确的运动预测模型补偿扰动对轴的影响，并通过EtherCAT总线 将计算结果传递给伺服的电流环和速度环偏移接口，最终达到最佳的运动控制效果。

　　我们打开YKCAT2前馈功能，再次运动。跟随误差被有效地降低了，显著提高了电机的跟随性能。

　　减少跟随误差最直接的价值，是提高轨迹运动的控制精度。我们使用这个平台运行类似手机中框的图形。

　　开启前馈功能前后分别运行一次图形，通过示波器显示出三条曲线：放大之后可以清晰看到，相同的运动速度下，粉色曲线更靠近绿色的CAD图纸轨迹。

　　数据结果表明：开启前馈功能后，在相同的运动速度下，路径的平均偏差由0.033mm降到0.013mm，轨迹精度提高了60%。

　　在高性能点位控制的场景，缩短关键轴的整定时间是核心需求，特别是短距离高加减速的场景。前馈功能针对用户的具体运动模型，提高了轴的跟随性能，因此可以缩短关键轴的整定时间。

　　在0.01mm的定位精度下，未开启前馈的实际运动时间为454ms、整定时间132ms,开启前馈后的运动时间为428ms、整定时间106ms。前馈功能使轴的整定时间缩短约20%。

　　我们知道，轴在克服静摩擦力时会导致机构振动，而动摩擦力会影响力矩输出的稳定。

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　　功能都被集成在硬件上。集成了ADCs、位置传感器接口、位置差值器，该款功能齐全的

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