2.3 控制系统参数的整定
主控微机向控制卡发送PID参数,看给定的参数是否符合控制系统的要求,该过程需用参数整定实现。参数整定的主要任务是确定Kp、Ki、Kd及采样周期T,比例系数Kp增大,使伺服驱动系统的动作灵敏、响应加快,而过大会引起振荡,调节时间加长;积分系数Ki增大,能消除系统稳态误差,但稳定性下降;微分控制可以改善动态特性,使超调量减少,调整时间缩短。通常的方法有扩充临界比例度法和扩充响应曲线法,以及归一参数整定方法。这几种方法源于使用齐格勒-尼柯尔斯(Ziegler-Nichols规则)〔4〕,通常可认为交流伺服系统的模型为一阶带有延迟环节的模型(带滞后的一阶环节):
式中的一阶响应特征参数K、L和T可以由图3所示的S型响应曲线提取出来。求取这些参数对实际系统并不困难,可以通过对系统进行阶跃输入激励,得到响应曲线,再根据曲线求出其特征参数。于是可由Ziegler-Nichols整定规则得到:
数字系统中采样周期的选择与系统的稳定性密切相关。一方面要满足香农定理,即ωs≥2ωmax,实际系统输入及反馈的最大频率ωmax难以测定,另一方面采样周期并没有一个精确的计算公式,只能根据工程应用按经验规则选取,对于机电控制系统,要求较短采样周期,通常为几十毫秒。
3 结论
对于交流位置伺服控制系统而言,采用基于PC机的开发平台,用常规的PID调节器进行控制,只要参数整定适当,加之系统的机械精度(运动轴、齿轮、电机丝杠传动化)控制在一定误差范围内,电气控制精度(编码器脉冲)就可得到提高,鲁棒性强,可以在很多场合达到较高精度位置控制的要求。
参考文献
1 郭庆鼎,王成元.交流伺服系统. 北京:机械工业出版社,1998
2 罗慧,尹泉等.基于PC机的交流传动控制算法开发平台设计. 电气自动化,2001(4):19
3 董谦,谢剑英.运动控制系统中PID调节器设计. 电气自动化,2001(6):23
4 何克忠.计算机控制系统. 北京:清华大学出版社,1995
本文关键字:伺服 经验交流,电工技术 - 经验交流
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