基于PMAC加工中心数控系统的调试
4.1PID调试基于PMAC的运动控制卡的运动控制系统是一个全数字的伺服系统，这样的系统可以满足高精度和高速度的要求。闭环伺服系统由位置环和速度环组成[4°]。位置环包括位置控制模块、位置检测和反馈装置；速度环包括伺服电动机、伺服电机驱动装置、速度测量和反馈装置[4()]。1.PMAC的PID控制PID(proportionalgain、integralgain、derivativegain)控制算法是一种在工业自动化领域起到重要作用的经典控制算法，非常好的自动控制理论里面的最为基础的。PMAC运动控制器中给用户和开发者提供了“PID+速度/加速度前馈+NOTCH滤波”的控制环算法[41]。典型PMAC内部PID+陷波滤波器算法原理图如图4-1所示，表4-1表示PMAC的PID控制算法相关参数[42]。其中Kp:ProportionalGain(1x30比例增益)；Kd:DerivativeGain(1x31微分增益)；Kvff:VelFeedforwardGain(Ix32速度前馈)；Ki:IntegralGain(Ix33积分增益)；IM:IntegrationMode(Ix34积分模式)；Kaff：AccelerationFeedforwardGain(Ix35加速度前馈)。表4-1PMAC的pro控制算法参数 变量 参数 作用 数值影响 1x30 p参数，比例增益 提供系统所需的刚度 数值越大，系统刚性越好，但太大会产生振荡。太小系统会反应延迟。 1x33 I参数，积分增益 用于消除稳态误差 与1x63时间积分误差有关：如果输出饱满，1x33无效 1x31 D参数，微分增 姐 用于提供足够的阻尼来保证系统稳定 数值越大，阻尼越大，系统越稳定 1x32 速度前馈 减小由于微分增益所引起的跟 对电流环,1x32应等于或略大于1x31。 随误差 对速度环，1x32应远大于1x31 1x35 加速度前馈 减小由于系统惯性所带来的跟随误差 反应滞后特别明显时，增加1x35 1x68 摩擦增益 减小由于摩擦产生的跟随误差， 该变量正比于要求速度的符号，速度为正，1x68被加进输出，速度为负，1x68从输出中减去。 1x34 积分模式 决定积分增益是全程有效还是 1x34=0积分增益全程有效1x34=1积 只在控制速度为0时才有效 分增益只有在控制速度为0时有效 2.PMAC的PID调节利用PMAC提供的PmacTuningPro软件对伺服电机进行PID参数整定调节。PMACTuningPro提供了PID自动整定功能AutoTuning，但在有负载的情况下，自整定并不一定能够达到最理想的状态，仍需要手动整定伺服环参数。图4-2为PID参数集成整定对话框。PID参数可以由计算或者实验的方法得到，理论计算的方法有一定的缺陷，所以很多时候还是要利用实验的方法进行现场整定。最常用的两种信号源是阶跃位置信号和抛物线速度信号，阶跃响应主要是调节系统的PID参数，而抛物线响应主要是调节系统的动态特性，包括速度前馈和加速度前馈，通过多次试验，取其******值[43]。以1号电机为例，将其PID参数设置为0，阶跃响应曲线整定曲线如图4-3所示：a)、b)比例增益Kp从200开始逐渐增加，响应时间（RiseTime)明显缩短，当Kp增大到一定程度时，响应时间又会延长并且出现震荡，取响应时间最短时的值作为Kp的值。此时，电机有一定的超调（OverShoot)现象，我们加入Kd=2Kp，超调变为0，响应时间延长，逐渐减小Kd的值，直到响应时间达到b)中的值，如c)所示，已经比较接近理想值。再给予Ki一个较小值时，超调由0.6%降为0.1%，如d)所示，此时响应时间达到最小，带宽（NaturalFreq)******，超调接近于0,达到系统的理想状态。抛物线信号响应曲线整定见图4-5，图a)中Kvff为零时，伴随误差（图中蓝色线）约为300cts,伴随误差线与指令速度线同相同位。加入速度前馈，令Kvff=10000,可以发现,此时伴随误差线反向，如图b)。需取其中间值，使伴随误差位于0附近，如图c)所示，此时伴随误差主要是由系统惯性带来，******误差集中发生抛物线加速度******处，逐渐加入Kaff可以减小这类误差[44]。由于系统存在摩擦，还需要加入适当的摩擦前馈，但摩擦前馈Kvff，最终结果如图d)所示，******伴随误相等为止，可以根据曲线误差的方向适当调整差不超过80cts。本文采摘自“基于PMAC的加工中心开放式精工系统研究”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找wnsr888手机版相关的文章！本文由海天精工整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！ 相关内容可查阅：主页（加工中心）、产品页（CNC加工中心）、文章页（精工加工中心）
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