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；

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，对应变频器的频率是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，并且将压力传感器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！