我们可以对比上面的两张图片可以发现,调节之后的曲线是明显跟随地更加紧密,速度曲线的峰值误差几乎不存在,位置曲线响应时间缩短到60ms,而其中是存在给定曲线的加速时间的,所以可以说位置曲线的响应时间已经很快了。 接下来我们将波形采样时的移动距离增加,可以更完整地看到曲线:
分析一下图片,可以发现,当速度给定曲线稳定以后,速度反馈曲线会有小幅度的波动,这种波动是增益过大造成的,但是减小增益会导致速度跟随误差扩大,我们可以通过调节速度的积分时间进行略微使速度曲线平滑,但是积分时间过大,会导致跟随误差的扩大。所以针对速度曲线来说,理论上是有一组最佳的PI参数的,但是如果控制对象运动中的跟随误差要求并不是很严格,图中的曲线已经可以达到要求了。我们在看下位置曲线,控制位置曲线的参数只有一个位置环增益P,其控制着曲线的响应时间,理论上增益越大,跟随误差越小。但是过大的增益会导致超调震荡,也就是所谓的刚性过强,使机械抖动。严重时会导致机械故障。所以调节位置增益时一般增幅很小,简易正负5之间调节,切勿变化过大。
六、PID参数整定的心得
一般来说,如果用户对于运动时的跟随误差没有要求,只是需要点对点的定位运动,一般只需要大概地调节PID参数或者不调节,不必调节的特别精细。这里,我给出一组起调参数,速度环增益=600,速度环积分时间=200,位置环增益=70。使用时可以直接将这组参数输入到Pn102,Pn103,Pn104中;也可以输入到“手动整定参数”的功能中对应的参数栏。这时观察曲线,进行参数的整定。参考整定量如下:速度环增益:±50,速度环积分时间:±5~±10,位置环增益:±5。同时需要注意,速度环增益一般不超过1500,速度环积分时间一般不超过2000,位置环增益一般不超过100。 若有不足之处请指正,谢谢! 2018.6.11 王磊