某位置伺服系統中運動(dòng)控制方法技術(shù)

在我們研究的系統中，所用的方法是多次積分分離以及在正反向超調的過(guò)程中進(jìn)行的積分分離。

首先我們對所用的參數整定數學(xué)模型進(jìn)行一下描述，其中的分段見(jiàn)圖1。

圖1 分段圈

圖1中，1和7表示在全速運動(dòng)區間有正、負之分。以右為正，左為負；2和6分別表示在目標位置的左、右利用純比例調節控制的區間；3和5分別表示需要利用常規PID算法的部分；4表示在小誤差范圍內利用比例積分控制。

上述分段是針對實(shí)際系統進(jìn)行的分段，是適合這個(gè)系統的一個(gè)分段方法，它不僅在速度和精度上都可以滿(mǎn)足要求，而且比我們所用過(guò)的其它方法都更加適合這個(gè)系統。

4 參數整定

由于我們研究的這個(gè)系統是一個(gè)位置精度要求比較高的系統，所以對參數的整定要求比較高，在不斷實(shí)驗的基礎上總結出了一套適合本系統的通過(guò)近似計算得到參數的方法。

由于本系統是一個(gè)隨動(dòng)系統，建立系統精確的數學(xué)模型比較困難，只知道前向通道的放大倍數是N，電機飽和電壓是U1以及電機的最大速度是v1。位置環(huán)參數的整定影響整個(gè)系統的精度和快速性，我們在不斷實(shí)驗的基礎上，總結出如下方法：

(1)對系統進(jìn)行相應的分段。分段是根據實(shí)驗確定的，由于系統本身是復雜的非線(xiàn)性的高階系統，所以分段是一個(gè)比較重要的環(huán)節，通過(guò)實(shí)驗不斷測試系統在不同情況下的階躍響應，將其作為分段依據。

(2)確定最后算法部分的參數。我們對不同的位置采用不同的PID算法，其中轉折部分的電壓是一個(gè)比較關(guān)鍵的參數，根據實(shí)驗，我們確定將通過(guò)算法輸出的電壓乘以前向通路的放大倍數作為加載到電機上的電壓值，當然這個(gè)電壓值必須使得電機在負載情況下還有速度。

(3)確定2段、6段的比例系數。這里的比例系數是通過(guò)兩個(gè)轉折點(diǎn)的電壓和位移量來(lái)得到的，是一個(gè)線(xiàn)性的函數關(guān)系，即U輸出＝KPS位移。其中，U輸出是算法輸出部分；KP是2段、6段的比例系數；S位移是相對于目標位置的位移量。通過(guò)1和2或6和7之間的轉折部分可以得到一組U輸出、S位移，并通過(guò)2和3或5和6之間的轉折部分又可以得到另一組U輸出、S位移，從而確定KP。

(4)確定第4段的PID參數。通過(guò)以上得到的轉折部分的電壓值，我們有了起始電壓，再根據得到的起始電壓，就可以確定比例系數。確定這個(gè)比例系數時(shí)，必須使得積分和微分系數為0。通過(guò)這個(gè)比例系數的確定，我們就可以完全地通過(guò)計算得到所需要的參數。為滿(mǎn)足精度的要求，根據經(jīng)驗加入適當的積分項就可以完成參數的整定。注意這里積分項加的越小越好，當然要在保證精度的范圍內。

5 結 論

通過(guò)實(shí)驗證明我們所得到的運動(dòng)過(guò)程滿(mǎn)足了快速性和精度的要求。在實(shí)驗中總結出的方案是可行的，也是合理的。