请教:三环控制原理 点击:8405 | 回复:58



szllc

    
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发表于:2005-07-06 14:36:00
楼主
运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环速度环位置环。 但是这个电流环的输入量和输出量分别是什么?既然称之为环,肯定有反馈,这个反馈是直接由电流环的输出反馈回去的?还是怎么样的? 速度环和位置环的输出量和输入量又分别是什么呢?迷惑中。。。。。。 感谢您的回答。



凡夫俗子

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发表于:2005-07-15 10:43:00
21楼
要真正理解三环首先要理解闭环负反馈PID调节(只有这样的闭环才能是有效的使输出=期望达到尽量的稳态)。。。闭环就是由反馈值构成回路,负反馈就是反馈的值是和期望值(也就是设定值)做差值比较的,PID:对差值进行PID环节的调节。。。 这里的要点就是3点:1、负的反馈信号。。。2、是对差值进行运算调节的。。。3、PID是个统称,真正调节不一定P(比例)、I(积分)、D(微分)都使用,具体情况要具体分析。。。 如果差值为0,那么整个PID就达到了绝对的稳态,而事实上是不存在的,所有PID都是动态平衡,系统的动态响应也是根据差值的大小来进行调节的,这就是为什么伺服系统在起动时的起动电流会很大的原因,因为那时差值大。。。

凡夫俗子

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发表于:2005-07-15 11:16:00
22楼
谈谈PID各自对差值调节对系统的影响。。。其实您随便找本教科书都有详细的介绍,我这里加上我自己的理解臭显摆显摆,有误之处见谅啊。。。 1、单独的P(比例)就是将差值进行成比例的运算,它的显著特点就是有差调节,有差的意义就是调节过程结束后,被调量不可能与设定值准确相等,它们之间一定有残差,残差具体值您可以通过比例关系计算出。。。增加比例将会有效减小残差并增加系统响应,但容易导致系统激烈震荡甚至不稳定。。。 2、单独的I(积分)就是使调节器的输出信号的变化速度与差值信号成正比,大家不难理解,如果差值大,则积分环节的变化速度大,这个环节的正比常数的比例倒数我们在伺服系统里通常叫它为积分时间常数,积分时间常数越小意味着系统的变化速度越快,所以同样如果增大积分速度(也就是减小积分时间常数)将会降低控制系统的稳定程度,直到最后出现发散的震荡过程,。。。这个环节最大的好处就是被调量最后是没有残差的。。。 3、PI(比例积分)就是综合P和I的优点,利用P调节快速抵消干扰的影响,同时利用I调节消除残差。。。 4、单独的D(微分)就是根据差值的方向和大小进行调节的,调节器的输出与差值对于时间的导数成正比,微分环节只能起到辅助的调节作用,它可以与其他调节结合成PD和PID调节。。。它的好处是可以根据被调节量(差值)的变化速度来进行调节,而不要等到出现了很大的偏差后才开始动作,其实就是赋予了调节器以某种程度上的预见性,可以增加系统对微小变化的响应特性。。。 5、PID综合作用可以使系统更加准确稳定的达到控制的期望。。。

凡夫俗子

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发表于:2005-07-15 11:27:00
23楼
伺服的电流环的PID常数一般都是在驱动器内部设定好的,操作使用者不需要更改。。。 速度环主要进行PI(比例和积分),比例就是增益,所以我们要对速度增益和速度积分时间常数进行合适的调节才能达到理想效果。。。 位置环主要进行P(比例)调节。。。对此我们只要设定位置环的比例增益就好了。。。 位置环、速度环的参数调节没有什么固定的数值,要根据外部负载的机械传动连接方式、负载的运动方式、负载惯量、对速度、加速度要求以及电机本身的转子惯量和输出惯量等等很多条件来决定,调节的简单方法是在根据外部负载的情况进行大体经验的范围内将增益参数从小往大调,积分时间常数从大往小调,以不出现震动超调的稳态值为最佳值进行设定。。。 当进行位置模式需要调节位置环时,最好先调节速度环(此时位置环的比例增益设定在经验值的最小值),调节速度环稳定后,在调节位置环增益,适量逐步增加,位置环的响应最好比速度环慢一点,不然也容易出现速度震荡。。。

凡夫俗子

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发表于:2005-07-15 11:41:00
24楼
呵呵,我又胡乱灌了一堆水~~~不知道哪里没准又错了,期待大家指正哦。。。最好的学习方法就是实践,一切的经验和方法都是实践中掌握的, 我就是喜欢乱讲,其实菜的很。。。哈哈,真正的高手是刘兄和紫荆大哥这样的理论扎实、学识广、经验多、什么专业词汇通俗用语外来语都掌握的现代化需要的标准化人才。。。 最后祝我们的国家繁荣昌盛,国态民安,早日实现四个现代化。。。哈哈

凡夫俗子

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发表于:2005-07-15 12:35:00
25楼
关于规范用语问题。。。 我觉得刘兄说的“专业术语的规范化确实是很有必要的”双手赞成。。。 “不过在这个目标实现之前,”我要做的就是尽量去更正可以更正的错误叫法,那样目标才能实现。。。 尤其是大家公认的刘兄、紫荆大哥这样的专家高手更应该以身做则,注意专业用语和词汇的专业性和准确性,否则我们大家都以为就该那么称呼,因为你们是专家高手,那么目标只能越来越远了。。。 象我们这样的菜鸟也同样会以你们为榜样的,尽量专业术语准确化,那样我们的目标才能实现,革命才能成功,呵呵。。。

孤灯下

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发表于:2005-07-17 10:49:00
26楼
非常感谢凡夫俗子、紫荆、刘岩利版主的精妙见解,受益非浅。技术是越辩越精,希望多些此帖。

小崔

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发表于:2005-07-22 17:00:00
27楼
学习!学习!不知足而进!

cqzq

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发表于:2006-05-19 22:45:00
28楼
顶起来~~~~~~~~~~~~~~~~~~

一翔

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发表于:2006-09-07 20:22:00
29楼
受益匪浅

KingLion

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发表于:2007-02-08 11:21:00
30楼
通过学习进步!!!

江苏成振

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发表于:2007-02-08 11:58:00
31楼
我认为:

凡夫俗子说得比较正确。

虽然,我不知道伺服原理。

谢谢各位老师。

一文不值

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发表于:2007-02-08 15:55:00
32楼
不错,不错;受益匪浅!

谢谢落

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发表于:2007-02-08 16:50:00
33楼
To:紫荆
   菜鸟我对"A、B只能反映转向和转速信息,对于PMSM来说初始位置不知道,就无法得到运行的位置信息."这句话不是很理解,请教一下.
   据我的理解,光A、B相只能反映转速和方向,但加上Z相应该可以反映转子在一转内的位置信息。
   

中华强大

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发表于:2007-02-09 09:19:00
34楼
  不错,不错;受益匪浅

ding@

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发表于:2007-03-22 21:31:00
35楼
受益匪浅,已收藏

紫荆

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发表于:2007-04-02 13:05:00
36楼
若Z相脉冲到达后可知转子的位置信息,但到达之前并不知道。

Cappuccino

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发表于:2007-04-03 16:53:00
37楼
整天翻一大堆资料烦死了,到这里逛逛真是爽歪歪.....

鹤舞白沙

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发表于:2007-04-08 21:19:00
38楼
好帖  学习了

苏木

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发表于:2007-05-11 11:44:00
39楼
看了大家的见解,在实践中的确很有用。我现在比较困惑的是,从控制理论的角度,怎么去理解三环控制?我们用coply的驱动器,系统会自动调节电流环参数,使它达到很好的跟随效果,然后采取调速度环和位置环。三环是互相影响的,其他两环对速度环的影响到底有多大,以至于电流环都一直不用再去调节?
刚接触这些,不知道有没有说清楚,还望各位指点。

波恩

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发表于:2007-05-11 15:23:00
40楼
一般而言,是内环性能影响外环,内环强,外环特性才有保障。

闭环可以改善开环特性,但对于外环能否改善原本不好的内环造成的问题,本人也没有完全弄清楚。

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