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运动控制伺服闭环PID参数调整的误区 点击：2890 | 回复：109



刘志斌

    
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发表于：2011-08-09 17:04:32
楼主

运动控制伺服闭环PID参数调整的误区

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；

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刘志斌

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发表于：2011-08-10 08:57:26
21楼

复习总结一下上边的结论2：

1、一个PID闭环控制系统的响应速度、稳定控制范围究竟与那些因数有关系？

2、当我们把PID闭环控制系统的反馈检测传感器的量程扩大10倍时，响应速度由0.1秒下降到1秒，而稳定控制范围由压差△P-10方，扩大到10△P-100方；

3、所以得出结论，只扩大传感器的量程，响应速度由正比下降，稳定控制范围正比增大；

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刘志斌

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发表于：2011-08-10 09:04:18
22楼

复习总结一下上边的结论3：

1、那么PID闭环系统的响应速度、稳定控制范围由传感器的量程、执行元件的功率来决定，那么P、I、D参数的调整到底改变的是系统的什么？

2、下来我们讨论；

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刘志斌

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发表于：2011-08-10 11:57:16
23楼

当我们改变比例P参数时，到底改变的是什么？结合上边的例子来说：

1、如果我 们调高比例P参数时，检测PID输出的电压在相应增大，例如输出电压由1V提高到了2V ；

2、这样当PID输入电压0～10V不变时，PID 输出的电压由于P参数提高而增大变成2～10V；

3、这样“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、…… ”变成：

0.5秒、0.66秒、0.75秒、0.8秒、0.85秒、0.88秒、0.885秒、0.89秒、0.9秒、1秒、2秒、3秒、4秒、5秒、6秒、7秒、…… ”

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发表于：2011-08-10 12:04:45
24楼
4、比例参数P由最佳状态跳高时，PID输出电压的下限收窄为2～10V；
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刘志斌

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发表于：2011-08-10 12:21:00
25楼

5、比例参数P由最佳状态跳高时，PID输出电压的下限收窄为2～10V，上限电压不变；

6、结果PID的稳定控制区△P由 0～10方的下限区域收窄到10方这一个点上；

7、PID的响应速度在下限进入非稳定区段不均匀的有所提高，如：0.5秒、0.66秒、0.75秒、0.8秒、0.85秒、0.88秒、0.885秒、0.89秒、0.9秒、

8、PID的响应速度在上限非稳定区段没有变化，如1秒、2秒、3秒、4秒、5秒、6秒、7秒、…… ”

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刘志斌

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发表于：2011-08-10 12:41:46
26楼

9、所以比例参数P在最佳状态时，输出电压在0～10V，稳定区的下限展宽展宽止给定值，上限执行元件恰好处于额定运行状态；

10、所以比例参数P比最佳状态小时，这时如输出电压在0～9V，在给定值附近响应速度无限慢或者说响应时间无限长，偏离上限处执行元件处于欠额定运行状态，就是说执行元件达不到额定状态；

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刘志斌

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发表于：2011-08-10 12:49:15
27楼
11、所以我们在调P参数时，可以在PID输入电压的0～10V的上限10V 时，使伺服电机刚好进入额定状态时的P值为最佳；
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刘志斌

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发表于：2011-08-10 12:54:59
28楼
12、所以我们在调P参数时，当系统运行在给定值附近时，响应速度不能偏高，而是要接近最大偏差时的响应速度为最好，如都是1秒；
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刘志斌

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发表于：2011-08-10 15:59:49
29楼

1、从上述讨论的结果看，比例参数P的调整，在最佳状态时，PID输出的信号电压在0～10V之间；

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刘志斌

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发表于：2011-08-10 16:01:32
30楼

2、从上述讨论的结果看，比例参数P的调整，在较最佳状态偏高时，PID输出的信号电压在2～10V之间；

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刘志斌

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发表于：2011-08-10 16:03:06
31楼
3、从上述讨论的结果看，比例参数P的调整，在较最佳状态偏低时，PID输出的信号电压在0～9V之间；
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刘志斌

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发表于：2011-08-10 16:06:55
32楼

4、从上述讨论的结果看，比例参数P的调整，在较最佳状态偏高时，PID输出的信号电压在2～10V之间，PID稳定控制区下限收窄，进入不稳定区，虽然有提高响应速度的作用；

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发表于：2011-08-10 17:11:49
33楼

顶起来，一定有看明白的！！！！

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liweican89

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34楼
都是理想状态,理想啊
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发表于：2011-08-10 23:05:01
35楼
引用liweican89 的回复内容：都是理想状态,理想啊

你说的很对，主要想给大家简单明了的说明PID系统，传感器的量程、执行元件的能力（例如泵的流量、伺服的功率）、稳定的范围区间、响应的时间速度、PID参数的选取之间的关系是什么？
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发表于：2011-08-11 00:22:57
36楼

看明白了，会使你对PID闭环控制作到真正理解！

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刘志斌

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发表于：2011-08-11 08:32:41
37楼

如何设计一个PID闭环系统，使得这个系统有理想的偏差纠正范围？有理想的响应速度？

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刘志斌

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发表于：2011-08-11 08:35:19
38楼

1、上面我讲了如何调整一个PID闭环系统，使得这个系统有理想的偏差纠正范围？有理想的响应速度？

2、那么“ 如何设计一个PID闭环系统，使得这个系统有理想的偏差纠正范围？有理想的响应速度？ ”就有了答案！

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发表于：2011-08-11 08:43:03
39楼

3、如何设计：

1）第一步，确定控制对象，它应该是一个有确定物理意义的参数，例如上面例子中水暖管道的压力，及其控制目标值P帕；

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刘志斌

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发表于：2011-08-11 09:00:53
40楼
2）第二步，确定控制对象的允许偏差范围，既上限、下限值，例如上面例子中水暖管道的压力偏差值△P，失水10方；
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