电流环 速度环 位置环

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伺服运动控制的“位置环+电流闭环+速度环”控制模式

伺服运动控制的“位置环+电流闭环+速度环”控制模式

伺服运动控制的“位置环+电流闭环+速度环”控制模式如果速度环外面还有位置闭环,位置环可以根据位置偏差计算需要的速度值,把速度指令发送给速度环。

速度环不需要知道当前位置偏差的大小,速度指令的大小由位置闭环决定,速度环只要按照速度指令执行速度控制就行了,这就是伺服驱动器中的三闭环控制。

1、位置环,是给定指令脉冲与编码器检测的实际脉冲数比较,偏差是海量脉冲数,根据用户速度运行规划,产生启动、加速、匀速、减速、停车指令;2、加减速时间、运行速度,是用户规划的,速度的上限,是电子齿轮比确定的;3、位置环,没有调解器,位置环是编码器检测反应脉冲的一个计数器,只输出海量脉冲数,与电机以及工件位置相关;4、位置环只在启动与停车有确切位置时,才有用;5、如果不用编码器检测反应脉冲检测位置,直接用位置检测信号产生启动、加速、匀速、减速、停车指令也可以完成伺服位置控制;6、也可以用光学尺,直接检测准确地位置信号,产生启动、加速、匀速、减速、停车指令;7、所以位置环压根就不是“征”说得“位置环可以根据位置偏差计算需要的速度值,把速度指令发送给速度环。

”!8、在“征”看来,伺服运动过程只能是“速度闭环”控制一种模式;9、实际,伺服运动过程也可以是用户决定的“电流闭环”控制模式;10、那么伺服控制的运动过程,就是一个电流曲线梯形图,而不是一个速度曲线梯形图;11、说到这里,有很多人已经听不懂了!12、所谓伺服运行过程电流曲线梯形图,举例说,可以应用于收、放卷电机伺服控制中!13、当伺服运动,以“电流闭环”控制模式运行时,机械特性为软特性,可以应用于收放卷之类的运动控制中;14、当伺服运动,以“电流闭环”控制模式运行时,由“速度闭环”做内环控制,实现“飞车”超速运行保护!15、当伺服运动,以“电流闭环”控制模式运行时,构造与“速度闭环”控制运行模式,构造组成对称:1)位置环+速度闭环+电流环2)位置环+电流闭环+速度环。

伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理

伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理

运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环、速度环、位置环。

1、电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出,电流环的输入值和电流环的反馈值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流,“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。

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。

任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在系统进行速度和位置控制的同时系统也在进行电流/转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。

2、速度环:速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值,速度环输入值和速度环反馈值进行比较后的差值在速度环做PID调节(主要是比例增益和积分处理)后输出到电流环。

速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。

速度环控制包含了速度环和电流环。

3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲,外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,位置环输入值和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节(比例增益调节,无积分微分调节)后输出和位置给定的前馈值的和构成速度环的给定。

位置环的反馈也来自于编码器。

位置控制模式下系统进行了3个环的运算,系统运算量大,动态响应速度最慢。

编码器安装于伺服电机尾部,它和电流环没有任何联系,他采样来自于电机的转动而不是电机电流,和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。

而电流环是在驱动器内部形成的,即使没有电机,只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。

三种控制模式位置控制:通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的数量来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。

由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。

伺服电机三环控制的原理

伺服电机三环控制的原理

伺服电机三环控制的原理运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环速度环位置环。

1、首先电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出,我们称为“电流环给定”吧,然后呢就是电流环的这个给定和“电流环的反馈”值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流,“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。

2、速度环:速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值,我们称为“速度设定”,这个“速度设定”和“速度环反馈”值进行比较后的差值在速度环做PID调节(主要是比例增益和积分处理)后输出就是上面讲到的“电流环的给定”。

速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。

3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲(通常情况下,直接写数据到驱动器地址的伺服例外),外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,设定和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节(比例增益调节,无积分微分环节)后输出和位置给定的前馈信号的合值就构成了上面讲的速度环的给定。

位置环的反馈也来自于编码器。

编码器安装于伺服电机尾部,它和电流环没有任何联系,他采样来自于电机的转动而不是电机电流,和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。

而电流环是在驱动器内部形成的,即使没有电机,只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。

谈谈PID各自对差值调节对系统的影响:1、单独的P(比例)就是将差值进行成比例的运算,它的显著特点就是有差调节,有差的意义就是调节过程结束后,被调量不可能与设定值准确相等,它们之间一定有残差,残差具体值您可以通过比例关系计算出。

增加比例将会有效减小残差并增加系统响应,但容易导致系统激烈震荡甚至不稳定。

2、单独的I(积分)就是使调节器的输出信号的变化速度与差值信号成正比,大家不难理解,如果差值大,则积分环节的变化速度大,这个环节的正比常数的比例倒数我们在伺服系统里通常叫它为积分时间常数,积分时间常数越小意味着系统的变化速度越快,所以同样如果增大积分速度(也就是减小积分时间常数)将会降低控制系统的稳定程度,直到最后出现发散的震荡过程。

伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理

伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理

运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环、速度环、位置环。

1、电流环:电流环的输入是速度环 PID 调节后的那个输出,电流环的输入值和电流环的反馈值进行比较后的差值在电流环内做 PID 调节输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流,“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。

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。

任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在系统进行速度和位置控制的同时系统也在进行电流/ 转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。

2、速度环:速度环的输入就是位置环PID 调节后的输出以及位置设定的前馈值,速度环输入值和速度环反馈值进行比较后的差值在速度环做PID 调节(主要是比例增益和积分处理)后输出到电流环。

速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。

速度环控制包含了速度环和电流环。

3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲,外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,位置环输入值和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID 调节(比例增益调节,无积分微分调节)后输出和位置给定的前馈值的和构成速度环的给定。

位置环的反馈也来自于编码器。

位置控制模式下系统进行了 3 个环的运算,系统运算量大,动态响应速度最慢。

编码器安装于伺服电机尾部,它和电流环没有任何联系,他采样来自于电机的转动而不是电机电流,和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。

而电流环是在驱动器内部形成的,即使没有电机,只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。

三种控制模式位置控制:通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的数量来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。

由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。

伺服三环控制介绍

伺服三环控制介绍

运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环、速度环、位置环。

1、电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的输出,称为“电流环给定”,“电流环给定”和“电流环反馈”两者的值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机,“电流环的输出”就是电机每相的相电流,“电流环反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相上的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)的反馈信号。

2、速度环:速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值,我们称为“速度设定”,这个“速度设定”和“速度环反馈”值进行比较后的差值在速度环做PID调节(主要是比例增益和积分处理)后输出就是上面讲到的“电流环的给定”。

速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。

3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲(通常情况下,直接写数据到驱动器地址的伺服例外),外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,设定和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节(比例增益调节,无积分微分环节)后输出和位置给定的前馈信号的合值就构成了上面讲的速度环的给定。

位置环的反馈也来自于编码器。

编码器安装于伺服电机尾部,它和电流环没有任何联系,他采样来自于电机的转动而不是电机电流,和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。

而电流环是在驱动器内部形成的,即使没有电机,只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。

PID 各自对差值调节对系统的影响:1、单独的P(比例)就是将差值进行成比例的运算,它的显著特点就是有差调节,有差的意义就是调节过程结束后,被调量不可能与设定值准确相等,它们之间一定有残差,残差具体值您可以通过比例关系计算出。

增加比例将会有效减小残差并增加系统响应,但容易导致系统激烈震荡甚至不稳定。

2、单独的I(积分)就是使调节器的输出信号的变化速度与差值信号成正比,大家不难理解,如果差值大,则积分环节的变化速度大,这个环节的正比常数的比例倒数我们在伺服系统里通常叫它为积分时间常数,积分时间常数越小意味着系统的变化速度越快,所以同样如果增大积分速度(也就是减小积分时间常数)将会降低控制系统的稳定程度,直到最后出现发散的震荡过程。

伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理

伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理

运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环、速度环、位置环。

1、电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出,电流环的输入值和电流环的反馈值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流,“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。

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。

任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在系统进行速度和位置控制的同时系统也在进行电流/转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。

2、速度环:速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值,速度环输入值和速度环反馈值进行比较后的差值在速度环做PID调节(主要是比例增益和积分处理)后输出到电流环。

速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。

速度环控制包含了速度环和电流环。

3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲,外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,位置环输入值和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节(比例增益调节,无积分微分调节)后输出和位置给定的前馈值的和构成速度环的给定。

位置环的反馈也来自于编码器。

位置控制模式下系统进行了3个环的运算,系统运算量大,动态响应速度最慢。

编码器安装于伺服电机尾部,它和电流环没有任何联系,他采样来自于电机的转动而不是电机电流,和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。

而电流环是在驱动器内部形成的,即使没有电机,只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。

三种控制模式位置控制:通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的数量来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。

由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。

伺服电机速度环位置环扭矩环的控制原理

伺服电机速度环位置环扭矩环的控制原理

运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环、速度环、位置环。

1、电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出,电流环的输入值和电流环的反馈值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流,“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。

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。

任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在系统进行速度和位置控制的同时系统也在进行电流/转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。

2、速度环:速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值,速度环输入值和速度环反馈值进行比较后的差值在速度环做PID调节(主要是比例增益和积分处理)后输出到电流环。

速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。

速度环控制包含了速度环和电流环。

3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲,外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,位置环输入值和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节(比例增益调节,无积分微分调节)后输出和位置给定的前馈值的和构成速度环的给定。

位置环的反馈也来自于编码器。

位置控制模式下系统进行了3个环的运算,系统运算量大,动态响应速度最慢。

编码器安装于伺服电机尾部,它和电流环没有任何联系,他采样来自于电机的转动而不是电机电流,和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。

而电流环是在驱动器内部形成的,即使没有电机,只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。

三种控制模式位置控制:通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的数量来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。

由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。

伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理

伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理

运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环、速度环、位置环。

1、电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出,电流环的输入值和电流环的反馈值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流,“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。

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。

任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在系统进行速度和位置控制的同时系统也在进行电流/转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。

2、速度环:速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值,速度环输入值和速度环反馈值进行比较后的差值在速度环做PID调节(主要是比例增益和积分处理)后输出到电流环。

速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。

速度环控制包含了速度环和电流环。

3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲,外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,位置环输入值和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节(比例增益调节,无积分微分调节)后输出和位置给定的前馈值的和构成速度环的给定。

位置环的反馈也来自于编码器。

位置控制模式下系统进行了3个环的运算,系统运算量大,动态响应速度最慢。

编码器安装于伺服电机尾部,它和电流环没有任何联系,他采样来自于电机的转动而不是电机电流,和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。

而电流环是在驱动器内部形成的,即使没有电机,只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。

三种控制模式位置控制:通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的数量来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。

由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。

伺服三环控制信号的原理

伺服三环控制信号的原理

伺服三环控制信号的原理伺服三环控制信号是一种用于控制伺服系统运动的信号,由位置环、速度环和电流环三个环节组成。

它是一种实现位置、速度和电流三种闭环控制的方法,在工业自动化和机械控制领域有广泛的应用。

伺服三环控制信号的原理如下:1. 位置环控制:位置环是最外层的环节,它的目的是使伺服系统的位置与给定的目标位置保持一致。

位置传感器将实际位置反馈给控制器,控制器将实际位置与目标位置进行比较,并计算出位置误差。

位置误差经过一系列的滤波和放大后,通过PID控制器生成控制信号。

控制信号经过放大后驱动伺服电机,使其运动到目标位置。

当实际位置与目标位置一致时,位置误差为0,控制信号为零,伺服电机停止运动。

2. 速度环控制:速度环是在位置环的基础上进一步精细控制伺服系统的速度。

速度传感器将实际速度反馈给控制器,控制器将实际速度与目标速度进行比较,并计算出速度误差。

速度误差经过一系列的滤波和放大后,通过PID控制器生成控制信号。

控制信号经过放大后驱动伺服电机,使其保持目标速度运动。

当实际速度与目标速度一致时,速度误差为0,控制信号为零,伺服电机保持匀速运动。

3. 电流环控制:电流环是在速度环的基础上进一步精细控制伺服系统的电流。

电流传感器将实际电流反馈给控制器,控制器将实际电流与目标电流进行比较,并计算出电流误差。

电流误差经过一系列的滤波和放大后,通过PID控制器生成控制信号。

控制信号经过放大后驱动伺服电机,使其保持目标电流运动。

当实际电流与目标电流一致时,电流误差为0,控制信号为零,伺服电机保持稳定运行。

伺服三环控制信号的原理主要通过不断调节控制信号来改变伺服电机的运动状态,从而使实际位置、速度和电流与给定的目标值保持一致。

通过三个环节的组合控制,可以实现对伺服系统的高精度控制,提高系统的响应速度和稳定性。

总结来说,伺服三环控制信号的原理是通过位置环、速度环和电流环三个环节对伺服系统进行闭环控制,通过不断调节控制信号来使实际位置、速度和电流与给定的目标值保持一致,以实现对伺服系统的高精度控制。

伺服驱动三环控制的原理

伺服驱动三环控制的原理

运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环速度环位置环。

1、首先电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出,我们称为“电流环给定”吧,然后呢就是电流环的这个给定和“电流环的反馈”值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流,“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。

2、速度环:速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值,我们称为“速度设定”,这个“速度设定”和“速度环反馈”值进行比较后的差值在速度环做PID调节(主要是比例增益和积分处理)后输出就是上面讲到的“电流环的给定”。

速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。

3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲(通常情况下,直接写数据到驱动器地址的伺服例外),外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,设定和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节(比例增益调节,无积分微分环节)后输出和位置给定的前馈信号的合值就构成了上面讲的速度环的给定。

位置环的反馈也来自于编码器。

编码器安装于伺服电机尾部,它和电流环没有任何联系,他采样来自于电机的转动而不是电机电流,和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。

而电流环是在驱动器内部形成的,即使没有电机,只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。

谈谈PID各自对差值调节对系统的影响:1、单独的P(比例)就是将差值进行成比例的运算,它的显著特点就是有差调节,有差的意义就是调节过程结束后,被调量不可能与设定值准确相等,它们之间一定有残差,残差具体值您可以通过比例关系计算出。

增加比例将会有效减小残差并增加系统响应,但容易导致系统激烈震荡甚至不稳定。

2、单独的I(积分)就是使调节器的输出信号的变化速度与差值信号成正比,大家不难理解,如果差值大,则积分环节的变化速度大,这个环节的正比常数的比例倒数我们在伺服系统里通常叫它为积分时间常数,积分时间常数越小意味着系统的变化速度越快,所以同样如果增大积分速度(也就是减小积分时间常数)将会降低控制系统的稳定程度,直到最后出现发散的震荡过程,。

三环控制的原理

三环控制的原理

运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环速度环位置环。

1、首先电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出,我们称为“电流环给定”吧,然后呢就是电流环的这个给定和“电流环的反馈”值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流,“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。

2、速度环:速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值,我们称为“速度设定”,这个“速度设定”和“速度环反馈”值进行比较后的差值在速度环做PID调节(主要是比例增益和积分处理)后输出就是上面讲到的“电流环的给定”。

速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。

3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲(通常情况下,直接写数据到驱动器地址的伺服例外),外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,设定和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节(比例增益调节,无积分微分环节)后输出和位置给定的前馈信号的合值就构成了上面讲的速度环的给定。

位置环的反馈也来自于编码器。

编码器安装于伺服电机尾部,它和电流环没有任何联系,他采样来自于电机的转动而不是电机电流,和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。

而电流环是在驱动器内部形成的,即使没有电机,只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。

谈谈PID各自对差值调节对系统的影响:1、单独的P(比例)就是将差值进行成比例的运算,它的显著特点就是有差调节,有差的意义就是调节过程结束后,被调量不可能与设定值准确相等,它们之间一定有残差,残差具体值您可以通过比例关系计算出。

增加比例将会有效减小残差并增加系统响应,但容易导致系统激烈震荡甚至不稳定。

2、单独的I(积分)就是使调节器的输出信号的变化速度与差值信号成正比,大家不难理解,如果差值大,则积分环节的变化速度大,这个环节的正比常数的比例倒数我们在伺服系统里通常叫它为积分时间常数,积分时间常数越小意味着系统的变化速度越快,所以同样如果增大积分速度(也就是减小积分时间常数)将会降低控制系统的稳定程度,直到最后出现发散的震荡过程,。

伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理

伺服电机速度环、位置环、扭矩环的控制原理

运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环、速度环、位置环。

1、电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出,电流环的输入值和电流环的反馈值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流,“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。

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。

任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在系统进行速度和位置控制的同时系统也在进行电流/转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。

2、速度环:速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值,速度环输入值和速度环反馈值进行比较后的差值在速度环做PID调节(主要是比例增益和积分处理)后输出到电流环。

速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。

速度环控制包含了速度环和电流环。

3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲,外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,位置环输入值和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节(比例增益调节,无积分微分调节)后输出和位置给定的前馈值的和构成速度环的给定。

位置环的反馈也来自于编码器。

位置控制模式下系统进行了3个环的运算,系统运算量大,动态响应速度最慢。

编码器安装于伺服电机尾部,它和电流环没有任何联系,他采样来自于电机的转动而不是电机电流,和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。

而电流环是在驱动器内部形成的,即使没有电机,只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。

三种控制模式位置控制:通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的数量来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。

由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。

速度环、位置环增益作用

速度环、位置环增益作用

一文让你了解伺服驱动系统增益的作用以及调整的原则伺服是由3个反馈系统构成:位置环、速度环、电流环,越是内侧的环,越需要提高其响应性,不遵守该原则,则会产生偏差和震动。

由于电流环是最内侧的环,以确保了其充分的响应性,所以我们只需要调整位置环和速度环即可。

调整的主要参数是:位置环增益、速度环增益、速度积分时间常数。

位置环增益是决定对指令位置跟随性的参数。

与工件表面的优劣有密切关系,仅在驱动器工作在位置方式时有效,当伺服电机停止运行时,增加位置环比例增益,能提高伺服电机的刚性,即锁机力度。

伺服系统的响应性取决于位置环增益,提高位置环增益,位置环响应和切屑精度都会改善,同时减少调整时间和循环时间,但位置环增益又受限于速度环特性和机械特性。

为了提高响应性,如果仅提高位置环增益,作为伺服系统的整体的响应,容易产生震动,所以请一边注意响应性一边提高速度环增益。

特点:位置环增益提高,响应性越高,定位时间越短。

过大会引起震动和超调位置环增益调整原则:在保证位置环系统稳定工作,位置不超差(过冲)的前提下,增大位置环的增益,以减小位置滞后量。

简单的方法,提高位置环增益直至过冲,然后再降低位置环增益,即为刚度较好的位置环增益速度环比例增益、速度积分时间常数.速度环比例增益、速度积分时间常数仅对电机在运行时(有速度)起作用。

速度环比例增益的大小,影响电机速度的响应快慢,为了缩短调整时间,需要提高速度环增益,控制超程或行程不足。

速度环积分时间常数的大小,影响伺服电电机稳态速度误差的大小及速度环系统的稳定性。

当伺服电机带上实际负荷时,由于实际负载转矩和负载惯量与缺省参数值设置时并不相符,速度环的带宽会变窄,如果此时的速度环带宽满足需求,没有发生电机速度爬行或振荡等现象,可以不调整速度环的比例增益及积分时间常数。

如果实际负荷使电机工作不稳定,发生爬行或振荡现象,或者现有的速度环带宽不理想,则需要对速度环的比例增益、积分时间常数进行调整。

位置环速度环电流环控制原理

位置环速度环电流环控制原理

位置环速度环电流环控制原理位置环速度环电流环控制原理引言在控制系统中,位置环速度环电流环控制原理是一种常用的闭环控制方法,广泛应用于各种机电设备中。

本文将从浅入深,逐步解释位置环速度环电流环控制原理的相关概念和工作原理。

什么是位置环、速度环和电流环?•位置环:位置环是控制系统中的最外层环节,用于控制被控对象(如电机)的位置。

它通过比较设定值和反馈值之间的差异,来调整输出信号。

•速度环:速度环位于位置环之内,负责控制被控对象的速度。

它通过比较设定值和反馈值之间的差异,来产生位置环的输入信号。

•电流环:电流环是最内层的环节,负责控制被控对象的电流。

它通过比较设定值和反馈值之间的差异,来产生速度环的输入信号。

位置环控制原理1.设定位置环的目标位置值。

2.获取被控对象的当前位置反馈值。

3.计算设定位置值与当前位置反馈值之间的差异,得到位置误差。

4.根据位置误差,利用控制算法计算出位置环的输出信号。

5.将位置环的输出信号作为速度环的输入。

速度环控制原理1.设定速度环的目标速度值。

2.获取被控对象的当前速度反馈值。

3.计算设定速度值与当前速度反馈值之间的差异,得到速度误差。

4.根据速度误差,利用控制算法计算出速度环的输出信号。

5.将速度环的输出信号作为电流环的输入。

电流环控制原理1.设定电流环的目标电流值。

2.获取被控对象的当前电流反馈值。

3.计算设定电流值与当前电流反馈值之间的差异,得到电流误差。

4.根据电流误差,利用控制算法计算出电流环的输出信号。

5.将电流环的输出信号作为电机的驱动信号。

系统稳定性分析为了保证控制系统的稳定性,需要对位置环、速度环和电流环进行合理的参数设计。

一般可以通过频域或时域分析的方式,对系统进行评估和优化。

结论位置环速度环电流环控制原理是一种常用的闭环控制方法,通过层层嵌套的控制环路,实现对被控对象的精确控制。

合理的参数设计和系统稳定性分析是保证控制系统良好性能的关键。

掌握这些原理,可以为我们日后在实际工程应用中提供帮助。

伺服电机速度环 位置环 扭矩环的控制原理

伺服电机速度环 位置环 扭矩环的控制原理

运动伺服一般都是三环控制系统,从内到外依次是电流环、速度环、位置环。

1、电流环:电流环的输入是速度环PID调节后的那个输出,电流环的输入值和电流环的反馈值进行比较后的差值在电流环内做PID调节输出给电机,“电流环的输出”就是电机的每相的相电流,“电流环的反馈”不是编码器的反馈而是在驱动器内部安装在每相的霍尔元件(磁场感应变为电流电压信号)反馈给电流环的。

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。

任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在系统进行速度和位置控制的同时系统也在进行电流/转矩的控制以达到对速度和位置的相应控制。

2、速度环:速度环的输入就是位置环PID调节后的输出以及位置设定的前馈值,速度环输入值和速度环反馈值进行比较后的差值在速度环做PID 调节(主要是比例增益和积分处理)后输出到电流环。

速度环的反馈来自于编码器的反馈后的值经过“速度运算器”得到的。

速度环控制包含了速度环和电流环。

3、位置环:位置环的输入就是外部的脉冲,外部的脉冲经过平滑滤波处理和电子齿轮计算后作为“位置环的设定”,位置环输入值和来自编码器反馈的脉冲信号经过偏差计数器的计算后的数值在经过位置环的PID调节(比例增益调节,无积分微分调节)后输出和位置给定的前馈值的和构成速度环的给定。

位置环的反馈也来自于编码器。

位置控制模式下系统进行了3个环的运算,系统运算量大,动态响应速度最慢。

编码器安装于伺服电机尾部,它和电流环没有任何联系,他采样来自于电机的转动而不是电机电流,和电流环的输入、输出、反馈没有任何联系。

而电流环是在驱动器内部形成的,即使没有电机,只要在每相上安装模拟负载(例如电灯泡)电流环就能形成反馈工作。

三种控制模式位置控制:通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的数量来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。

由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。

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电流环是以电流信号作为反馈信号的控制环节。

速度环是以速度信号作为反馈信号的控制环节。

位置环是以位置信号作为反馈信号的控制环节。

电流环为最内环,在数控机床的伺服系统中它主要起到提高系统的机械特性的作用。

其反馈元件一般为电流互感器。

速度环在电流环外面,在数控机床的伺服系统中它主要起到控制转速的作用。

其反馈元件一般为模拟测速机或编码器。

位置环在速度环的外面,在数控机床上就是数控系统的位置控制单元。

其反馈元件一般为编码器、光栅尺、感应同步器、旋转变压器等。

数控的驱动由电流环,速度环和位置环组成的,其优化一般由里及外层层优化,但由于电流环的参数在电机和功率模块的型号确定后用厂家的默认参数即可,一般不需要优化,故优化时先优化速度环,再优化位置环即可.
速度环的优化,一般涉及到速度环增益和速度环时间常数,速度环时间常数越大和增益越低,速度环越稳定,但精度和动态特性越差,一般来说,速度环时间常数设在10ms左右,而速度环增益调整在使速度环的阶约响应有20-40的超调.
位置环的优化涉及到位置环增益和加速度,调整时先可以减少加速度值,再增加位置环增益值,保证系统稳定,然后在适当增加加速度值,使之适应机床的机械特性,注意同一组的插补轴的位置环增益要一致,否则会影响加工精度
电流环和速度环属于伺服控制系统的内部双闭环控制。

位置环为数控机床位置控制环,通过数控系统和伺服系统共同控制,使伺服轴运动到数控系统指定的坐标,并在数控系统的屏幕上显示坐标值。

先将电流内环调稳,再调速度外环。

“电流在一个小的范围震荡,电机在低速时有一定振颤”——这个震荡误差带是多大?小范围的震荡是允许的。

有几句口诀可以供你调试参考:
PID常用口诀:参数整定找最佳,从小到大顺序查,先是比例后积分,
最后再把微分加,曲线振荡很频繁,比例度盘要放大,曲线漂浮绕大湾,
比例度盘往小扳,曲线偏离回复慢,积分时间往下降,曲线波动周期长,
积分时间再加长,曲线振荡频率快,先把微分降下来,动差大来波动慢,
微分时间应加长,理想曲线两个波,前高后低4比1。

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