基于PMAC加工中心數控系統的調試
4.1PID調試基于PMAC的運動控制卡的運動控制系統是一個全數字的伺服系統，這樣的系統可以滿足高精度和高速度的要求。閉環伺服系統由位置環和速度環組成[4°]。位置環包括位置控制模塊、位置檢測和反饋裝置；速度環包括伺服電動機、伺服電機驅動裝置、速度測量和反饋裝置[4()]。1.PMAC的PID控制PID(proportionalgain、integralgain、derivativegain)控制算法是一種在工業自動化領域起到重要作用的經典控制算法，非常好的自動控制理論里面的最為基礎的。PMAC運動控制器中給用戶和開發者提供了“PID+速度/加速度前饋+NOTCH濾波”的控制環算法[41]。典型PMAC內部PID+陷波濾波器算法原理圖如圖4-1所示，表4-1表示PMAC的PID控制算法相關參數[42]。其中Kp:ProportionalGain(1x30比例增益)；Kd:DerivativeGain(1x31微分增益)；Kvff:VelFeedforwardGain(Ix32速度前饋)；Ki:IntegralGain(Ix33積分增益)；IM:IntegrationMode(Ix34積分模式)；Kaff：AccelerationFeedforwardGain(Ix35加速度前饋)。表4-1PMAC的pro控制算法參數 變量 參數 作用 數值影響 1x30 p參數，比例增益 提供系統所需的剛度 數值越大，系統剛性越好，但太大會產生振蕩。太小系統會反應延遲。 1x33 I參數，積分增益 用于消除穩態誤差 與1x63時間積分誤差有關：如果輸出飽滿，1x33無效 1x31 D參數，微分增 姐 用于提供足夠的阻尼來保證系統穩定 數值越大，阻尼越大，系統越穩定 1x32 速度前饋 減小由于微分增益所引起的跟 對電流環,1x32應等于或略大于1x31。 隨誤差 對速度環，1x32應遠大于1x31 1x35 加速度前饋 減小由于系統慣性所帶來的跟隨誤差 反應滯后特別明顯時，增加1x35 1x68 摩擦增益 減小由于摩擦產生的跟隨誤差， 該變量正比于要求速度的符號，速度為正，1x68被加進輸出，速度為負，1x68從輸出中減去。 1x34 積分模式 決定積分增益是全程有效還是 1x34=0積分增益全程有效1x34=1積 只在控制速度為0時才有效 分增益只有在控制速度為0時有效 2.PMAC的PID調節利用PMAC提供的PmacTuningPro軟件對伺服電機進行PID參數整定調節。PMACTuningPro提供了PID自動整定功能AutoTuning，但在有負載的情況下，自整定并不一定能夠達到最理想的狀態，仍需要手動整定伺服環參數。圖4-2為PID參數集成整定對話框。PID參數可以由計算或者實驗的方法得到，理論計算的方法有一定的缺陷，所以很多時候還是要利用實驗的方法進行現場整定。最常用的兩種信號源是階躍位置信號和拋物線速度信號，階躍響應主要是調節系統的PID參數，而拋物線響應主要是調節系統的動態特性，包括速度前饋和加速度前饋，通過多次試驗，取其******值[43]。以1號電機為例，將其PID參數設置為0，階躍響應曲線整定曲線如圖4-3所示：a)、b)比例增益Kp從200開始逐漸增加，響應時間（RiseTime)明顯縮短，當Kp增大到一定程度時，響應時間又會延長并且出現震蕩，取響應時間最短時的值作為Kp的值。此時，電機有一定的超調（OverShoot)現象，我們加入Kd=2Kp，超調變為0，響應時間延長，逐漸減小Kd的值，直到響應時間達到b)中的值，如c)所示，已經比較接近理想值。再給予Ki一個較小值時，超調由0.6%降為0.1%，如d)所示，此時響應時間達到最小，帶寬（NaturalFreq)******，超調接近于0,達到系統的理想狀態。拋物線信號響應曲線整定見圖4-5，圖a)中Kvff為零時，伴隨誤差（圖中藍色線）約為300cts,伴隨誤差線與指令速度線同相同位。加入速度前饋，令Kvff=10000,可以發現,此時伴隨誤差線反向，如圖b)。需取其中間值，使伴隨誤差位于0附近，如圖c)所示，此時伴隨誤差主要是由系統慣性帶來，******誤差集中發生拋物線加速度******處，逐漸加入Kaff可以減小這類誤差[44]。由于系統存在摩擦，還需要加入適當的摩擦前饋，但摩擦前饋Kvff，最終結果如圖d)所示，******伴隨誤相等為止，可以根據曲線誤差的方向適當調整差不超過80cts。本文采摘自“基于PMAC的加工中心開放式精工系統研究”，因為編輯困難導致有些函數、表格、圖片、內容無法顯示，有需要者可以在網絡中查找相關文章！本文由海天精工整理發表文章均來自網絡僅供學習參考，轉載請注明！ 相關內容可查閱：主頁（加工中心）、產品頁（CNC加工中心）、文章頁（精工加工中心）
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