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伺服電機(jī)PID各自對(duì)差值調(diào)節(jié)對(duì)系統(tǒng)的影響(CZZ)
2022年12月8日

1. 單獨(dú)的 P(比例)就是將差值進(jìn)行成比例的運(yùn)算,它的顯著特點(diǎn)就是有差調(diào)節(jié),有差的意義就是調(diào)節(jié)過程結(jié)束后,被調(diào)量不可能與設(shè)定值準(zhǔn)確相等,它們之間一定有殘差,殘差具體值可以通過比例關(guān)系計(jì)算出。增加比例將會(huì)有效減小殘差并增加系統(tǒng)響應(yīng),但容易導(dǎo)致系統(tǒng)激烈震蕩甚至不穩(wěn)定。

2. 單獨(dú)的 I(積分)就是使調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)的變化速度與差值信號(hào)成正比,大家不難理解,如果差值大,則積分環(huán)節(jié)的變化速度大,這個(gè)環(huán)節(jié)的正比常數(shù)的比例倒數(shù)我們?cè)谒欧到y(tǒng)里通常叫它為積分時(shí)間常數(shù),積分時(shí)間常數(shù)越小意味著系統(tǒng)的變化速度越快,所以同樣如果增大積分速度(也就是減小積分時(shí)間常數(shù))將會(huì)降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定程度,直到最后出現(xiàn)發(fā)散的震蕩過程,這個(gè)環(huán)節(jié)****的好處就是被調(diào)量最后是沒有殘差的。

3. PI(比例積分)就是綜合 P 和 I 的優(yōu)點(diǎn),利用 P 調(diào)節(jié)快速抵消干擾的影響,同時(shí)利用 I 調(diào)節(jié)消除殘差。

4. 單獨(dú)的 D(微分)就是根據(jù)差值的方向和大小進(jìn)行調(diào)節(jié)的,調(diào)節(jié)器的輸出與差值對(duì)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)成正比,微分環(huán)節(jié)只能起到輔助的調(diào)節(jié)作用,它可以與其他調(diào)節(jié)結(jié)合成 PD 和 PID調(diào)節(jié)。它的好處是可以根據(jù)被調(diào)節(jié)量(差值)的變化速度來進(jìn)行調(diào)節(jié),而不要等到出現(xiàn)了很大的偏差后才開始動(dòng)作,其實(shí)就是賦予了調(diào)節(jié)器以某種程度上的預(yù)見性,可以增加系統(tǒng)對(duì)微小變化的響應(yīng)特性。

伺服的電流環(huán)的 PID 常數(shù)一般都是在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部設(shè)定好的,操作使用者不需要更改。

速度環(huán)主要進(jìn)行 PI(比例和積分),比例就是增益,所以我們要對(duì)速度增益和速度積分時(shí)間常數(shù)進(jìn)行合適的調(diào)節(jié)才能達(dá)到理想效果。

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位置環(huán)主要進(jìn)行 P(比例)調(diào)節(jié)。

對(duì)此我們只要設(shè)定位置環(huán)的比例增益就好了。

位置環(huán)、速度環(huán)的參數(shù)調(diào)節(jié)沒有什么固定的數(shù)值,要根據(jù)外部負(fù)載的機(jī)械傳動(dòng)連接方式、負(fù)載的運(yùn)動(dòng)方式、負(fù)載慣量、對(duì)速度、 加速度要求以及電機(jī)本身的轉(zhuǎn)子慣量和輸出慣量等等很多條件來決定,調(diào)節(jié)的簡單方法是在根據(jù)外部負(fù)載的情況進(jìn)行大體經(jīng)驗(yàn)的范圍內(nèi)將增益參數(shù)從小往大調(diào),積分時(shí)間常數(shù)從大往小調(diào),以不出現(xiàn)震動(dòng)超調(diào)的穩(wěn)態(tài)值為****值進(jìn)行設(shè)定。

當(dāng)進(jìn)行位置模式需要調(diào)節(jié)位置環(huán)時(shí),****先調(diào)節(jié)速度環(huán)(此時(shí)位置環(huán)的比例增益設(shè)定在經(jīng)驗(yàn)值的最小值),調(diào)節(jié)速度環(huán)穩(wěn)定后,在調(diào)節(jié)位置環(huán)增益,適量逐步增加,位置環(huán)的響應(yīng)****比速度環(huán)慢一點(diǎn),不然也容易出現(xiàn)速度震蕩。

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