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运动控制伺服闭环PID参数调整的误区


2017-04-28 10:22   点击:37
                        

1、运动控制伺服闭环PID参数调整存在误区;

2、特别是运动控制参数达到给定值的响应时间,不只是P、I、D参数的调整问题;

3、特别是运动控制参数达到给定值的响应时间,而是执行机构的伺服额定功率、额定转矩的问题;

4、特别是运动控制参数达到给定值的响应时间,或者说伺服一定时,与负载大小(既惯量比的大小)有关的问题;

5、一味的调整P、I、D参数是个误区;

我先举个简单的大家一看就明白的例子:

1、我做过一个供热锅炉变频恒压补水压力闭环PID控制系统;

1)系统调好后,实时压力总是在给定压力以下运行,很少达到给定压力;

2)加大P参数后,出现水泵一直在50HZ 运行,压力有时会超过给定压力很多甚至达到上限保护水泵停机,然后压力下行止下限水泵启动;

2、原因分析:

1)设水泵的额定流量是10方/秒;

2)设PID输出0~10V的电压,对应变频器的频率是10~50HZ;

3)设定系统压力为P帕;

4)设系统在t 时刻,失水1方、2方、3方、4方、5方、6方、7方、8方、9方、10方、20方、30方、40方、50方、60方、70方……

5)由于失水,系统压力偏离给定压力P帕一个△P,失水越多△P越大,反馈至PID输入端,PID输出端分别输出1V、2V、3V、4V、5V、6V、7V、8V、9V、10V、10V、10V、10V、……

6)这时变频器的频率分别是5HZ、10HZ、15HZ、20HZ、25HZ、30HZ、35HZ、40HZ、45HZ、50HZ、50HZ、50HZ、50HZ、……

7)这时水泵的流量分别是:1方/秒、2方/秒、3方/秒、4方/秒、5方/秒、6方/秒、7方/秒、8方/秒、9方/秒、10方/秒、10方/秒、10方/秒、10方/秒、10方/秒、……

8)由t 时刻开始,水泵补水,到压力达到给定压力P帕需要的响应时间分别为:1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、2秒、3秒、4秒、5秒、6秒、7秒、……

3、如果将水泵换成流量是100方/秒,那么由t 时刻开始,水泵补水,到压力达到给定压力P帕需要的响应时间分别为:0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.2秒、0.3秒、0.4秒、0.5秒、0.6秒、0.7秒、……

4、如果将水泵换成流量是100方/秒,并且将压力传感器的压力测量量程也扩大10倍,那么由t 时刻开始,水泵补水,到压力达到给定压力P帕需要的响应时间分别为:1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、……

4、此时如果系统失水在100方以下,由t 时刻开始,水泵补水,到压力达到给定压力P帕需要的响应时间都是1秒;

5、原系统失水在10方以下,由t 时刻开始,水泵补水,到压力达到给定压力P帕需要的响应时间是1秒;

6、在以上改变传感器量程、改变执行机构水泵的流量,而没有改变PID参数的情况下,实现更大范围内的恒压控制,响应的时间速度没有变慢!

7、可见执行机构的能力,是保证PID系统在较大范围内实现响应速度一致的关键因素,没有它的保证,PID闭环控制的效果是不会得到保证的;

8、所以很多情况下,伺服闭环PID控制系统,受伺服额定功率小、额定转矩小的原因,负载适应控制范围小、响应速度变化大!

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