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求助：关于PID自动调节 点击：5032 | 回复：83



szllc

    
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发表于：2004-10-30 11:39:00
楼主
各位兄台，偶想编一个程序，自动调节伺服电机控制板PID参数。请问该从那里下手？ 这个程序的思路应该是如何？
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szllc

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发表于：2004-11-02 19:50:00
21楼
只能说目前这种板卡看不到规划曲线，有的卡他们已经加了这种功能；但这种卡还没加。 但是对我这种初学的没经验的人来说，如果再没有一些工具帮忙，怎样才算调好，心里也没个准啊。 在调电机中发现，在同一个滚珠丝杠上的不同部分，以相同的参数跑动相同的距离，实际响应曲线不同。原本有的震动不太厉害，震动一两下就稳定，有的却震动3-4下，振幅也大，最大大约在7-8个左右，不知是否正常？还是什么原因？ 什么参数没调好？
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刘岩利

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发表于：2004-11-03 08:42:00
22楼
在丝杠不同的位置上，负载不同实际是很正常的。负载的不可预期也是个人不认同自动调整PID的原因。 在实际工作的系统中，负载的变化是不能确定的一个因素，在理论上恒定的负载，往往会由于加工、装配的误差造成负载的差异。这种差异无法用数学方式建立模型（即使为一台设备建立了模型，也不能保证在下一台同样的设备上有效），所有前馈、滤波都对此没有什么作用，只能靠PID来克服。 调PID，首先要保证的是全程安全，在效果最差的位置得到的性能，才是可以用来标注的性能。对于行程不是很长的平台，我通常会一毫米一毫米的走完整个行程（当然，如果行程以米为单位，我的定位距离也会变成10厘米）。
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szllc

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发表于：2004-11-03 11:47:00
23楼
但是对于同一种机器呢？应该是有些意义吧。负载都差不多。 我的思路是：先设置一个kp值，然后让电机跑动；取实际位置与时间关系，存入数组；然后再进行判断；超调则加Kd，稳态误差大则变Ki.响应速度慢则加Kp.然后再跑，再测，再判断。再调。直到满意为止。你可以先给系统一个指标，让他达到这个指标就认为合适。 请刘兄及杨世祥老先生指正。 程序是编出一点了，试验起来效果是比手工调要差。但是，即使给出个参考的，大致的参数也可呀。毕竟只是调pid吗。况且这是命令，不干不行啊。
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刘岩利

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发表于：2004-11-03 12:56:00
24楼
如果不干不行，那就只能考虑怎么干了。 你的算法让我想起来一个很古老的笑话，和面的时候，面硬了就加水，面软了就加干面。你的算法中有没有处理盆子装不下的情况？ 找些自控原理的书吧，里面经常会有 PID 的经验公式，这可能比你自己摸还有效一点。不过要注意，书上的PID与你产品上的PID是否完全对应，有时表达式会有点差异，需要换算一下。
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blacksmith

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发表于：2004-11-03 14:00:00
25楼
你说的是PID的自整定功能。现在很多dcs，plc都具备这个功能。
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TellTruth

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发表于：2004-11-03 15:37:00
26楼
先去了解系统辨识和自适应是怎么回事，然后再去讨论PID自整定才有意义，否则是异想天开。无范围的试凑PID参数，就好比期望瞎猫能逮住耗子一样。
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szllc

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发表于：2004-11-03 16:26:00
27楼
那就请TellTruth谈谈系统辨识和自适应是怎么回事。我还真不知道。只是凭感觉理解。 刘兄，我找到能得到当前规划位置与实际位置的误差的函数了！不好意思，以前没发现。5555。。。。 是不是这个函数得到的值加上实际位置值就是规划位置？ 由此得到规划曲线，将其与实际曲线比较，可以较好的调节参数？
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szllc

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发表于：2004-11-03 16:35:00
28楼
我的算法中考虑了“盆子装不下”的情况。就是设置了一个上限。我测出大致的参数范围。呵呵。目前不知道别人如何做的，只能先慢慢来了。 做得不好，让大家笑话了。
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刘岩利

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发表于：2004-11-03 17:02:00
29楼
要得到规划函数是加还是减，看定义吧。 把规划曲线和实际曲线重在一起看。在这样能明显看出响应滞后了多少，超调了多少，震荡是由于超调引起的，还是负载引起的。大概是GALIL卡用多了，我在调伺服时很依赖这张对比图。在这张图上，PID的作用就会直观得多了。按照你的思路，先单用P值，是什么效果，加入I以后，对整个过程是如何影响的，之后，是D值的影响。我一般都是前馈加比例，有时会用到积分，再控制伺服电机时，几乎没有用过微分。 你好象一直都很定位的关心时间，从图上读一下，根据你给的参数，理论上需要多长时间来完成这个动作。
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szllc

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发表于：2004-11-03 20:16:00
30楼
多谢刘兄。 我已经把规划曲线和实际曲线华在了同一幅图上。对比发现，确实有超调，实际曲线比理论曲线震荡的要利害一些。实际曲线比规划曲线有滞后。 我在调机时发现，如果设置ki的话，即使设成1，系统达到稳定的时间也会很长（几十mx)；但是kd减小超调的作用还比较明显。 但是那个前馈速度设起来好像作用不大，至少效果不明显。 我关心定位时间，是因为伺服电机在定位之后，还要打线，如果不迅速定位，打线就没有保证；或是影响打线质量。 刘兄，明天我把我的实际曲线与规划曲线传上来，你看看先。
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刘岩利

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发表于：2004-11-04 09:25:00
31楼
如果方便的话，也把固高的手册给我看一下行不行，所有指令、参数、函数？固高在国内也算很有名气的一款卡，不应该有太大的问题。 还是建议这样尝试，取消积分与微分，只用前馈与比例，把比例设小一点，试出适当的前馈值。 一般来说，理论曲线不应该存在震荡的，如果如果你看到的理论曲线本身就有震荡，那多半是因为获得理论位置的算法有问题，比如，用于计算的实际位置与误差位置不是同一时刻的。
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szllc

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32楼
刘兄，我已将规划曲线与实际曲线比较图发至你信箱，注意察看。
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33楼
是不是一个控制板，可以配大部分伺服电机？什么控制半配什么电机有区别吗？
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刘岩利

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34楼
回了你的邮件，不常打这么多字，发之前也没有看有没有错别字。 控制卡与伺服放大器之间是标准接口，不存在匹配的问题。
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刘岩利

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35楼
系统调出来没有？性能是否能满足要求？
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36楼
从开始调到调好机器得花多长时间啊？ 今天我们不上班。刘兄。 让你操心了。 我怀疑是不是我的实际曲线与规划曲线华的不对？ 我是用一个得到当前位置的函数，再用一个计时器，把当前位置和当前时间存到数组里，然后再显示出来。但是采样时间很长啊，几乎在300-400um左右。
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刘岩利

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37楼
我不太清楚固高的工作流程，但是，你得到实际曲线的方式不会给你调伺服带来问题的。不过，你的规划曲线本身肯定有问题，实际的规划曲线是不会抖动的。无论如何，有了这两条不太精确的曲线图，总比没有要强很多的。 顺便说一下，相对于伺服驱动器两毫秒的响应，毫秒一下的采样时间足够用了，其实，就是4ms的采样时间来绘图，其实也差不多。
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38楼
原来如此。 我用一个计时器测固高指令的执行时间，为200us，还以为不正常。 看来是与驱动器有关啊。可能也与伺服周期有关。
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szllc

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发表于：2004-11-06 11:35:00
39楼
刘兄，按照你教授的方法，系统现在响应达到较好的水平！！！ 小弟不胜感激！ 系统在到达稳定时，一般会有1-2个脉冲的稳定误差。不过估计这对生产影响不大。 还有一个问题，就是在同样的参数下，电机在滚珠丝杠上跑同样一段距离时，为何偶尔出现响应差别很大的现象？ 还有，是不是系统的初始零漂调节很重要？我发觉倘若零票调节不好，不稳定下来的话，响应有时会很差。但有时这个零漂老不稳定，总在那0-1-0-1的跳动，或者说是设置一个零漂值，只管用一段时间；呆会还得设置。但总不能老调节零漂玩吧？ 有何可以消除或是尽量减小的办法？在电源线上加噪声滤波器？
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刘岩利

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发表于：2004-11-07 16:02:00
40楼
能把机器调好一点，一切都好。 系统中存在不可预期的扰动因素很正常，这才是PID真正需要解决的问题。 零漂不可能绝对准，有0-1-0-1的变化很正常，是应该的。除非把伺服关了，否则它总是要动的。 在电源线上加滤波器对于稳定零漂有什么作用，这个我还真没有经验。
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