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;
我先举个简单的大家一看就明白的例子:
1、我做过一个供热锅炉变频恒压补水压力闭环pid控制系统;
1)系统调好后,实时压力总是在给定压力以下运行,很少达到给定压力;
2)加大p参数后,出现水泵一直在50hz 运行,压力有时会超过给定压力很多甚至达到上限保护水泵停机,然后压力下行止下限水泵启动;
2、原因分析:
1)设水泵的额定流量是10方/秒;
2)设pid输出0~10v的电压,对应的频率是10~50hz;
3)设定系统压力为p帕;
4)设系统在t 时刻,失水1方、2方、3方、4方、5方、6方、7方、8方、9方、10方、20方、30方、40方、50方、60方、70方……
5)由于失水,系统压力偏离给定压力p帕一个△p,失水越多△p越大,反馈至pid输入端,pid输出端分别输出1v、2v、3v、4v、5v、6v、7v、8v、9v、10v、10v、10v、10v、……
6)这时变频器的频率分别是5hz、10hz、15hz、20hz、25hz、30hz、35hz、40hz、45hz、50hz、50hz、50hz、50hz、……
7)这时水泵的流量分别是:1方/秒、2方/秒、3方/秒、4方/秒、5方/秒、6方/秒、7方/秒、8方/秒、9方/秒、10方/秒、10方/秒、10方/秒、10方/秒、10方/秒、……
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、……
3、如果将水泵换成流量是100方/秒,那么由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:0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.1秒、0.2秒、0.3秒、0.4秒、0.5秒、0.6秒、0.7秒、……
4、如果将水泵换成流量是100方/秒,并且将压力的压力测量量程也扩大10倍,那么由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、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、1秒、……
4、此时如果系统失水在100方以下,由t 时刻开始,水泵补水,到压力达到给定压力p帕需要的响应时间都是1秒;
5、原系统失水在10方以下,由t 时刻开始,水泵补水,到压力达到给定压力p帕需要的响应时间是1秒;
6、在以上改变传感器量程、改变执行机构水泵的流量,而没有改变pid参数的情况下,实现更大范围内的恒压控制,响应的时间速度没有变慢!
7、可见执行机构的能力,是保证pid系统在较大范围内实现响应速度一致的关键因素,没有它的保证,pid闭环控制的效果是不会得到保证的;
8、所以很多情况下,伺服闭环pid控制系统,受伺服额定功率小、额定转矩小的原因,负载适应控制范围小、响应速度变化大!