请教运动控制器中的PID与伺服驱动器中的PID是什么关系? 点击:2861 | 回复:7



噺綉の太子

    
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发表于:2012-04-12 22:04:25
楼主

请教各位老师,运动控制器中的PID与伺服驱动器中的PID是什么关系?

例如:在TRIO运动控制器中的startup里会对P I D做相应的设定,而在TRIO运动控制器所控制的伺服单元中又会对P I D有一个定义,请问这两个P I D之间的关系是什么?



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发表于:2012-04-12 22:32:08
1楼

 在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。PID控制,实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。

    比例(P)控制

    比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。

    积分(I)控制

    在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统(System with Steady-state Error)。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。

    微分(D)控制

    在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组 件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。这就 是说,在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比 例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。

东山脚下

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发表于:2012-04-13 09:52:29
2楼
我是这样理解的,控制器后面才是驱动器,一般闭环的时候,有位置环,速度环,电流环等,而这些环节都可以加在控制器,也可以加在驱动器中,例如当把位置环加在控制器,速度和电流环加在驱动器中时,PID加在控制器中,可以对所有的偏差信号起到调节作用,当PID加在驱动器中是,此时,只对,速度和电流环的偏差信号起到作用,从这就能看出在控制器和驱动器的区别

波恩

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发表于:2012-04-13 11:42:09
3楼
一个是上位控制,一个下位驱动,比如上位闭位置环,下位闭速度和电流环,自然上下位都需要PID。

噺綉の太子

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发表于:2012-04-15 00:17:13
4楼
引用 波恩 的回复内容:一个是上位控制,一个下位驱动,比如上位闭位置环,下位闭速度和电流环,自然上下位都需要PID。

那也就是说,两个的PID不能同时控制,必须要分开(速度,位置,电流)控制?

波恩

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发表于:2012-04-15 12:45:00
5楼

不能同时控制一个环,比如上位控了位置外环,下位就只能控速度和电流内环。

噺綉の太子

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发表于:2012-04-15 21:42:44
6楼
引用 波恩 的回复内容:不能同时控制一个环,比如上位控了位置外环,下位就只能控速度和电流内环。

谢谢波恩老师的解答,驱动器的控制模式我已经知道如何控制了(速率,扭矩,位置),但是运动控制器的控制模式还没有找到,回头我再看看手册,再来向您请教~!

波恩

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发表于:2012-04-16 08:10:47
7楼

如果最终的控制目标或执行器是伺服电机,那么上位和下位都有机会控到位置环、速度环、电流环,只不过上位的控制环必须至少比下位靠外一个环。比如:

上位控位置环,下位控速度环和电流环,甚至下位只控电流环。

上位控到速度环,下位只控电流环。

上位控到电流环,下位只做电压逆变(功率放大)和电流采样。


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