串級PID控制(多閉環PID控制)的理解

2021-08-20 21:38:23 字數 854 閱讀 7921

網路上很多雙閉環或者三閉環pid控制的講述,其實就是串級pid控制,之前一直沒能理解,更不知道如何應用。

現在用伺服電機為例,一起理解一下pid串級控制。

伺服電機一般為三個環控制,所謂三環就是3個閉環負反饋pid調節系統。

最內的pid環就是電流環,此環完全在伺服驅動器內部進行,通過霍爾裝置檢測驅動器給電機的各相的輸出電流,負反饋給電流的設定進行pid調節,從而達到輸出電流盡量接近等於設定電流,電流環就是控制電機轉矩的,所以在轉矩模式下驅動器的運算最小,動態響應最快。所以對電流控制即可實現電機轉矩控制,此時pid為單迴路pid控制。輸入訊號為目標電流,輸出轉矩,反饋訊號為 實時電流。

第2環是速度環,

通過檢測的電機編碼器的訊號來進行負反饋pid調節,它的環內pid輸出直接就是電流環的設定,所以速度環控制時就包含了速度環和電流環,換句話說任何模式都必須使用電流環,電流環是控制的根本,在速度和位置控制的同時系統實際也在進行電流**矩)的控制以達到對速度和位置的相應控制。

輸入訊號為目標速度 -->(電流閉環)-->反饋實時速度

注意: fun_pid(目標速度 - 反饋實時速度)  作為目標電流 ,傳遞給內環的電流閉環

第3環是位置環,

它是最外環,可以在驅動器和電機編碼器間構建也可以在外部控制器和電機編碼器或最終負載間構建,要根據實際情況來定。由於位置控制環內部輸出就是速度環的設定,位置控制模式下系統進行了所有3個環的運算,此時的系統運算量最大,動態響應速度也最慢。  目標位置  --> (速度閉環) --> 反饋實時位置

注意: fun_pid(目標位置   - 反饋實時位置)  作為目標速度 ,傳遞給內環的速度閉環

對於電流和速度,需要給定最大和最小速度,最大和最小電流,實際使用時還有做進一步優化和調整。

pid演算法 pid控制原理

pid控制原理和特點 工程實際中,應用最為廣泛調節器控制規律為比例 積分 微分控制,簡稱pid控制,又稱pid調節。pid控制器問世至今已有近70年歷史,它以其結構簡單 穩定性好 工作可靠 調整方便而成為工業控制主要技術之一。當被控物件結構和引數不能完全掌握,或不到精確數學模型時,控制理論其它技術難...

關於串級PID控制的理解

1.關於內環積分器 飛控裡經常會用到串級pid控制,通常設計方法為從內環到外環,如速度環 位置環。內環通常為pd控制,或p控制,因為要保證一定頻寬,而積分器會抑制內環的頻寬,因此內環的誤差放到外環來調整。2.關於頻寬 速度響應頻寬,就是 速度環最高的響應頻率。換句話說,就是 速度環每秒最多能處理多少...

白話PID控制

控制模型 人以pid控制的方式用水壺往水杯裡倒印有刻度的半杯水後停下 設定值 水杯的半杯刻度 實際值 水杯的實際水量 輸出值 水壺的倒處數量和水杯舀出水量 測量感測器 人的眼睛 執行物件 人 正執行 倒水 反執行 舀水 1 p 比例控制,就是人看到水杯裡水量沒有達到水杯的半杯刻度,就按照一定水量從水...