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簡易探討運動控制三大控制模式的差異 点击：9637 | 回复：393



笨鳥慢飛

    
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发表于：2013-08-16 23:12:20
楼主

位置環與速度環其實都是運動控制的兩種控制模式 其控制的結果就是"定位"

 在早期的伺服驅動有分為 位置型(日系)與速度型(歐系)的驅動器 當然其上位控制器也分為兩種 

大約10多年前 日系將兩種控制模式合併 提供上位控制器做為選用所要的模式 至今所有通用伺服也都是延續此模式 但運動控制仍然壁壘分明

位置環在確認編碼器回授位置確認 速度環修正位置偏差(這是動態的偵測修正)

問題一  為何運動控制其位置環及速度環仍壁壘分明

問題二 位置還大家望文興義就知跟定位有關 但速度環怎麼也跟定位有關 究竟速度環是甚麼樣的環?

問題三 環的定義是什麼?

希望透過此文 能讓大家知道 什麼是運動控制 什麼是PLC 什麼是伺服

 

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笨鳥慢飛

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发表于：2013-08-17 07:05:37
1楼

 

 

 

首先我們來了解環的定義是什麼?

  

透過上圖我們可以很清楚看出“環”的概念  兩個以上的元件(模塊)透過導體(兩個不同顏色的箭頭線段) A元件做為傳遞命令 或起動B元件運轉 並將執行狀況回饋給A元件 A元件內部將回饋狀況時時與下達指是做比校並時時修正誤差補償另外上面所提的導體內部傳遞可能是交直流、可能是增量訊號、電壓、編碼…

這樣就構成環的定義  這樣的環就是閉環的概念

 

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刘志斌

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发表于：2013-08-17 11:12:30
2楼

请问这个“環”的PID在哪里？

 

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PLC酷客

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发表于：2013-08-17 11:25:46
3楼

感谢楼主将问题推向一个深度，就学生看来，位置环和速度环无非是对检查结果进行反馈。

 

    电流环是以电流信号作为反馈信号的控制环节。 

   速度环是以速度信号作为反馈信号的控制环节。

   位置环是以位置信号作为反馈信号的控制环节。  

 

       电流环为最内环，在数控机床的伺服系统中它主要起到提高系统的机械特性的作用。其反馈元件一般为电流互感器。   速度环在电流环外面，在数控机床的伺服系统中它主要起到控制转速的作用。其反馈元件一般为模拟测速机或编码器。   位置环在速度环的外面，在数控机床上就是数控系统的位置控制单元。其反馈元件一般为编码器、光栅尺、感应同步器、旋转变压器等。   数控的驱动由电流环,速度环和位置环组成的,其优化一般由里及外层层优化,但由于电流环的参数在电机和功率模块的型号确定后用厂家的默认参数即可, 一般不需要优化,故优化时先优化速度环,再优化位置环即可.   速度环的优化,一般涉及到速度环增益和速度环时间常数, 速度环时间常数越大和增益越低,速度环越稳定 ,但精度和动态特性越差,一般来说,速度环时间常数设在10ms左右, 而速度环增益调整在使速度环的阶约响应有20-40的超调.   

        位置环的优化涉及到位置环增益和加速度, 调整时先可以减少加速度值,再增加位置环增益值,保证系统稳定, 然后在适当增加加速度值,使之适应机床的机械特性,注意同一组的插补轴的位置环增益要一致,否则会影响加工精度  电流环和速度环属于伺服控制系统的内部双闭环控制。   位置环为数控机床位置控制环，通过数控系统和伺服系统共同控制，使伺服轴运动到数控系统指定的坐标，并在数控系统的屏幕上显示坐标值。  先将电流内环调稳，再调速度外环。       “电流在一个小的范围震荡，电机在低速时有一定振颤”——这个震荡误差带是多大？小范围的震荡是允许的。       有几句口诀可以供你调试参考：           PID常用口诀: 参数整定找最佳，从小到大顺序查，先是比例后积分，       最后再把微分加，曲线振荡很频繁，比例度盘要放大，曲线漂浮绕大湾，       比例度盘往小扳，曲线偏离回复慢，积分时间往下降，曲线波动周期长，       积分时间再加长，曲线振荡频率快，先把微分降下来，动差大来波动慢， 

 

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刘志斌

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发表于：2013-08-17 11:42:26
4楼

引用 PLC酷客 的回复内容：

…… 有几句口诀可以供你调试参考：           PID常用口诀: 参数整定找最佳，从小到大顺序查，先是比例后积分，       最后再把微分加，曲线振荡很频繁，比例度盘要放大，曲线漂浮绕大湾，       比例度盘往小扳，曲线偏离回复慢，积分时间往下降，曲线波动周期长，       积分时间再加长，曲线振荡频率快，先把微分降下来，动差大来波动慢， 

 请问“位置环”的PID怎么调？你调过吗？

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HOTEAM

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发表于：2013-08-17 11:52:37
5楼

感谢蔡工在本版的赐贴，建议受精置顶

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PLC酷客

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发表于：2013-08-17 12:56:37
6楼

引用 刘志斌 的回复内容： 引用 PLC酷客 的回复内容：…… 有几句口诀可以供你... 

 刘老师赠教：    

学生将对您所提问题保持时间上的沉默。

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刘志斌

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发表于：2013-08-17 13:36:31
7楼

引用 PLC酷客 的回复内容： 

……对您所提问题保持时间上的沉默。……

1、位置环不是“PID环”，所以你从来没有调整过这个“环”的P、I、D参数；

2、位置环不是环，实际是一个逻辑比较判断的过程，逻辑判断的结果只有两个，yes或者no！

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刘志斌

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发表于：2013-08-17 13:38:56
8楼

3、不用着急，我们还是静等“蔡工”的发言！！！

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笨鳥慢飛

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发表于：2013-08-17 19:17:03
9楼

回复内容：

对： 刘志斌  请问这个“環”的PID在哪里？  内容的回复！

 不急 你就慢慢看 我還在構思呢

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笨鳥慢飛

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发表于：2013-08-17 19:21:36
10楼

回复内容：

对： PLC酷客  感谢楼主将问题推向一个深度，就学生看来，位置环和速度环... 内容的回复！

所有的回饋都是透過編碼器  在此運動控制

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笨鳥慢飛

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发表于：2013-08-17 19:28:19
11楼

要感謝就該感謝老劉  實在不想跟老劉瞎攪和 才開此新帖

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刘志斌

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发表于：2013-08-17 19:35:13
12楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容： ……不急 你就慢慢看 我還在構思呢……

 

1、 不急！你就慢慢構思吧！

2、希望斑竹将此帖置顶加精！

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笨鳥慢飛

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发表于：2013-08-18 07:27:08
13楼

環的概念有了就可切入主題

什麼是運動控制帶有訊號回饋的軸控制 (軸多指旋轉電機) 狹義的指伺服電機 (在此多以伺服為主)

運動控制三大控制模式 A 位置控制 B速度控制 C 扭力控制

A>位置控制又稱脈衝控制(Pluse Command) 也就是”半閉環”控制

C控制器若為軸卡則輸出TTL 給D驅動器  若C為PLC 則輸出HTL給驅動器  C到D的過程其實也是個環但C沒有任何的回饋給D 所以C跟D之間的環我們稱”開環”  但D到M之間是個閉環  所以從C到D到M再到D 整個過程的控制我們稱之半閉環或位置控制

D到M 在主文就已經提到現今的通用伺服驅動將位置環與速度環合併所以驅動器上應該有2 種接口與上位控制器相連

另外D到M這條黑色電源線是以電流或電壓驅動電機各人倒是未留意但可以肯定D到M是電流環(也是速度環)

 

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笨鳥慢飛

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发表于：2013-08-18 07:38:18
14楼

老劉 谢謝你的體諒 講到這些環挺容易 可是要把他寫出來 又要能環環相扣 發覺挺難的 

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笨鳥慢飛

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发表于：2013-08-18 08:20:45
15楼

回复内容：

对： 刘志斌  引用 PLC酷客 的回复内容： ……对您所提问题保持时... 内容的回复！

 從半閉環的圖 就很清楚告知 位置環不是邏輯判斷線路 他只是單純輸出脈衝(在控制器的位置環的含意就是脈衝當量)

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征

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发表于：2013-08-18 08:34:28
16楼
笨鸟先生，建议你找个伺服三环的控制框图看看，然后再把控制图对应到实际中，再check一下上面帖子中的描述是否准确？
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征

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发表于：2013-08-18 08:37:18
17楼
仅仅是建议而已，别无他意。
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刘志斌

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发表于：2013-08-18 08:52:35
18楼

引用 笨鳥慢飛 的回复内容： 老劉 谢謝你的體諒 講到這些環挺容易 可是要把他寫出來... 

1、笨鸟说“  講到這些環挺容易 可是要把他寫出來 又要能環環相扣 發覺挺難的 ”；

2、是啊！说别人“对”“错”容易，或者骂人更容易；

3、要笨鸟说出“对”“错”的理由，笨鸟才“發覺挺難”的！

4、告诉你个办法，你如果学过“自动化”，就去翻专业书，“抄”或者“偷”！

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刘志斌

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发表于：2013-08-18 09:03:14
19楼

引用 征 的回复内容： 笨鸟先生，建议你找个伺服三环的控制框图看看，然后再把控... 

1、没看过书，或者压根就看不懂书，那个伺服说明书里没有框图？

2、“征”问“笨鸟”“上面帖子中的描述是否准确？”，“征”怎么不笑呢？笑一笑十年少！

 

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sixinsihai

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发表于：2013-08-18 09:04:51
20楼

就不能写个简体字啊！  费劲

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