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我們應該怎么來自動化設備中怎樣擁有更高的精度和速度?

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我們應該怎么來自動化設備中怎樣擁有更高的精度和速度?

發(fā)布日期:2017-07-04 00:00 來源:http://www.kmfood.com.cn 點擊:

有些廠家生產的很多設備,其精度和速度就是比其他廠家的好,這不是偶然的,電控系統(tǒng)的設計和調試往往十分關鍵。


很多人都知道PID控制器,其實在運動控制中,如果只使用PID進行調節(jié),其控制速度和精度并不是最佳的,原因是PID控制是反饋控制,只有測出反饋值,然后才通過計算給定值和反饋值的誤差經過PID計算才能得出控制輸出,所以輸出總是滯后于誤差的產生,對于高精度的運動控制,您還需要配置前饋參數,以提高控制的精度和快速性,這樣可以減小PID參數的積分深度,使得運動控制更精更快,帶前饋單元的數控系統(tǒng)圖,如下圖所示。

有些廠家生產的很多設備,其精度和速度就是比其他廠家的好,這不是偶然的,電控系統(tǒng)的設計和調試往往十分關鍵。


很多人都知道PID控制器,其實在運動控制中,如果只使用PID進行調節(jié),其控制速度和精度并不是最佳的,原因是PID控制是反饋控制,只有測出反饋值,然后才通過計算給定值和反饋值的誤差經過PID計算才能得出控制輸出,所以輸出總是滯后于誤差的產生,對于高精度的運動控制,您還需要配置前饋參數,以提高控制的精度和快速性,這樣可以減小PID參數的積分深度,使得運動控制更精更快,帶前饋單元的數控系統(tǒng)圖,如下圖所示。

前饋參數的確定——“碰瓷法”

簡單設定PID三個參數,只要不振蕩即可,設一個給定速度SV1,記錄下電動機的轉速n1,然后設定PID三個參數都為零,保持給定速度SV1,K1值從0開始增加,直到電動機的輸出轉速等于n1,記錄下對應的K1值K10,則:

K1=K10

如果有幾個電動機同步運行,令一個PID的三個參數為零,改變K1值,使其與其他電動機的速度基本相等,則這個K10值即為所得。

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“碰瓷法”也可以用于過程控制的前饋參數確定。


PID參數的一種簡單調整方法——“二四法則”

在運動控制系統(tǒng)中,如果運動控制器提供PID參數自整定算法,可以進行自整定,如果運動控制器中沒有自整定功能,就需要自己對PID參數進行調整,有很多書籍對比有講解,最后讓響應曲線超調部分的前后衰減比為4:1,由于多數方法都需要有專業(yè)儀器進行觀察,在現場應用有時就很不方便,很多新手會不知所措,以下介紹一種簡單的PID參數確定方法——“二四法則”供大家參考。


1)PID三個參數為零,P從0開始逐漸增加,直到聽到電動機輕微的振動,此時為P0,則比例P取為:

P=P0/2

2)P=0.5P0,D=0,I從0開始逐漸增加,直到聽到電動機輕微的振動,此時為I0,則積分I取為:

I=I0/2

3)P-0.5P0,I=0.5I0,D從0開始逐漸增加,直到聽到電動機輕微的振動,此時為D0,則微分D取為:

D=D0/4

前饋參數K1及PID參數調整完后,可以用吳式方法測試運動控制性能的優(yōu)劣,讓速度給定SV為一個正弦參數:

SV2=k2sin(ωt)

由于速度給定SV的速度變化,求導后衛(wèi)余弦函數,加速度又為正弦函數,所以我們可以十分方便地分析。測試反饋值PV,對比SV和PV,分析誤差變化、速度誤差變化、加速度誤差變化情況


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