低速抖动与爬行问题深度解析
为什么慢速总是不稳

在伺服系统现场应用中，有一种问题非常常见，却又极容易被误判，那就是低速抖动与爬行现象。很多工程师在调试过程中都会遇到这样的情况：高速运行一切正常，定位精度也不错，但当速度降到很低，或者进行微小位移控制时，电机会出现一顿一顿的跳动，甚至在停止后仍然轻微震动。这类问题往往让人困惑，因为参数看似合理，自动整定也已完成，但效果却始终不理想。

这一讲我们专门讲清楚一个核心问题：低速为什么更容易出问题，以及如何系统排查和解决。

一、什么是低速抖动和爬行现象

所谓低速抖动，通常表现为以下几种情况：

第一，设定极低转速时，电机不是平滑连续旋转，而是呈现断续跳动。
第二，微小位移控制时，轴不是匀速前进，而是停顿一下再突然移动。
第三，定位到位后，位置反馈值在微小范围内来回波动。
第四，低速运行时伴随周期性轻微振动，而高速完全正常。

这些现象统称为低速不稳定。需要特别强调的是，这类问题与高速共振完全不同。高速问题多半与机械固有频率有关，而低速问题往往与摩擦、控制分辨率、齿槽效应等因素相关。

二、为什么低速更容易暴露问题

低速阶段是伺服系统最“敏感”的区域。

当电机高速运行时，转矩输出相对连续，机械摩擦的影响比例较小，系统惯性可以“掩盖”很多细微不平衡因素。但当速度降低后，情况发生变化：

第一，输出转矩变小。
第二，摩擦力占比明显增加。
第三，齿槽转矩的波动影响被放大。
第四，编码器分辨率限制更明显。

换句话说，低速时，任何一个细小的不均匀因素都会被放大，从而表现为明显抖动。

三、机械静摩擦对低速的影响

低速问题中最常见、却最容易被忽视的原因是机械静摩擦过大。

静摩擦与动摩擦不同。设备刚开始移动时，需要克服较大的静摩擦力，一旦动起来，阻力反而减小。这种“启动困难，运行轻松”的特性，在低速控制中会造成明显跳动。

典型表现是：轴在起动瞬间会突然冲一下，然后速度又降低，形成不均匀运动。

判断方法很简单：断电后用手推动负载。如果感觉启动阻力明显大于持续推动时的阻力，就说明静摩擦较大。

解决方案包括：

检查丝杆润滑状态
检查导轨是否偏紧

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