负反馈PID调节系统之电流环、速度环和位置环有什么关系

负反馈PID调节系统之电流环、速度环和位置环有什么关系

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崔丹

2021-10-13 11:05:15

三个闭环负反馈PID调节系统：电流环、速度环和位置环的关系
伺服电机为了达到生产的精准控制,电机一般采用三环控制,这主要是为了使伺服电机系统形成闭环控制，所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。电压映射电流变化，电流映射转矩大小，转矩大小映射转速的变化，转速同时又映射了位置的变化，三环控制是考虑电气与物理融合。以达到非常精准，可靠的控制。
第1环是电流环，此环完全在伺服驱动器内部进行，通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流，负反馈给电流的设定进行PID调节，从而达到输出电流尽量接近等于设定电流，电流环就是控制电机转矩的，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响应最快。
第2环是速度环，通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节，它的环内PID输出直接就是电流环的设定，所以速度环控制时就包含了速度环和电流环，换句话说任何模式都必须使用电流环，电流环是控制的根本，在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流（转矩）的控制以达到对速度和位置的相应控制。
第3环是位置环，它是最外环，可以在驱动器和电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建，要根据实际情况来定。由于位置控制环内部输出就是速度环的设定，位置控制模式下系统进行了所有3个环的运算，此时的系统运算量最大，动态响应速度也最慢。
一个位置随动PID控制系统，实际由三个PID控制系统环串联组成。三个环实际的名称：1、负反馈电流扭矩控制系统环由主威廉希尔官方网站上电流反馈。2、负反馈速度控制系统环由编码器脉冲分路，以前是测速电机电压负反馈。3、负反馈位置偏置随动系统环由脉冲编码器分路，以前是角相机反馈。
如果只是1、只是个扭矩控制系统，而无法控制电机转速。1、+2、速度稳定控制系统，但无法控制电机定位。1、+2、+3、它才是组成稳定的位置随动定位系统。
要使电机位置定位稳定不发生震动，每个环中的比例与积分起着稳定决定性作用，而微分的决定了启动响应速度微调。
调整顺序1、—2、—3、。参考自动控制原理！

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