伺服电机使用过程中的PID参数整定
伺服电机作为高精度的执行电机，在使用过程中，为达到电机的最优性能，常需要调整其运行PID参数。要进行伺服电机PID控制参数的整定，就需要先大致明白伺服电机的基本原理。
伺服电机基本原理
以上为伺服电机的控制原理图。其控制过程包含3个控制环，由内到外为电流环、速度环、位置环。由此完成整个伺服电机运行过程的稳定控制。
电机参数整定在使用的过程中，对伺服电机参数整定的过程中，需要调整的是速度环和位置环。一般情况下，电机的电流环是不需要调整的，依照默认参数即可（电流环的调整需要匹配电机的参数指标，对于一个成套的产品，其参数是不变的，故电流环参数不需要调整）。速度环跟随性越好，电机刚性越强；反之，电机运行越柔和。位置环不应出现超调，超调后会表现为电机超过目标位置又返回。
PID运行曲线
1、整定过程
先取消位置控制环（将其参数设置为0）整定速度环（先加比例参数，超调后再加积分参数）整定位置环（不应出现超调）
2、速度环
速度环参数的整定，可以调整电机响应速度的快慢。
速度环曲线
在调整的过程中应关注设置速曲线与运行速度曲线的变化，为保证电机的快速响应，其运行过程可以允许一定范围的超调。
在需要快速响应的场景，可以将电机的速度曲线的跟随性调整的强一些，即使运行曲线尽可能地按照设置曲线运行；若运行场景不需要快速响应，则可以将速度曲线的跟随性放开一些，这样电机运行会更加平稳柔和。
3、位置环
位置环参数的整定，调整电机运行的最终位置的准确性。位置环参数调整的过程中，不应出现超调现象。否则，电机将会出现超过运行定位位置，甚至出现运行震荡的现象。若运行过程中出现此问题，极可能出现安全问题，故应特别注意。
位置环曲线
pid参数如何整定
PID参数整定是一个复杂的过程，一般需要根据被对象慢慢进行。常用的方进有扩充临界比例度整定法和扩充响应曲线法两种。
1、模拟PID 算法中许多行之数字PID 是在模拟PID 算法的基础上，用差分方程代替连续方程，有效的方法都可以用到数字PID 运算中。
2、随着计算机控制技术的发展，数字PID 控制得到了很大的发展，这些算法既适用于增量型，也适用于位置型，算法的选用主要取决于执行*。
3、在这些改进型算法中，变速积分是目前最好的数字PID 算法之一。
扩展资料：
1、参数整定：PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被 控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是 依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。
2、适合计算机控制用的简易方法一简化扩充临界比例度整定法，该方法是Roberts P.D 于1974 年提出的。
参考资料来源：百度百科-PID参数整形
实践中的PID参数整定步骤是什么
确定控制器参数
数字PID控制器控制参数的选择，可按连续-时间PID参数整定方法进行。
在选择数字PID参数之前，首先应该确定控制器结构。对允许有静差（或稳态误差）的系统，可以适当选择P或PD控制器，使稳态误差在允许的范围内。对必须消除稳态误差的系统，应选择包含积分控制的PI或PID控制器。一般来说，PI、PID和P控制器应用较多。对于有滞后的对象,往往都加入微分控制。
选择参数
控制器结构确定后，即可开始选择参数。参数的选择，要根据受控对象的具体特性和对控制系统的性能要求进行。工程上，一般要求整个闭环系统是稳定的，对给定量的变化能迅速响应并平滑跟踪，超调量小；在不同干扰作用下，能保证被控量在给定值；当环境参数发生变化时，整个系统能保持稳定，等等。这些要求，对控制系统自身性能来说，有些是矛盾的。我们必须满足主要的方面的要求，兼顾其他方面，适当地折衷处理。 这里介绍一种经验法。这种方法实质上是一种试凑法，它是在生产实践中总结出来的行之有效的方法，并在现场中得到了广泛的应用。
这种方法的基本程序是先根据运行经验，确定一组调节器参数，并将系统投入闭环运行，然后人为地加入阶跃扰动（如改变调节器的给定值），观察被调量或调节器输出的阶跃响应曲线。若认为控制质量不满意，则根据各整定参数对控制过程的影响改变调节器参数。这样反复试验，直到满意为止。
经验法简单可靠，但需要有一定现场运行经验，整定时易带有主观片面性。当采用PID调节器时，有多个整定参数，反复试凑的次数增多，不易得到最佳整定参数。
下面以PID调节器为例，具体说明经验法的整定步骤：
⑴让调节器参数积分系数S0=0，实际微分系数k=0，控制系统投入闭环运行，由小到大改变比例系数S1，让扰动信号作阶跃变化，观察控制过程，直到获得满意的控制过程为止。
⑵取比例系数S1为当前的值乘以0.83，由小到大增加积分系数S0，同样让扰动信号作阶跃变化，直至求得满意的控制过程。
(3)积分系数S0保持不变，改变比例系数S1，观察控制过程有无改善，如有改善则继续调整，直到满意为止。否则，将原比例系数S1增大一些，再调整积分系数S0，力求改善控制过程。如此反复试凑，直到找到满意的比例系数S1和积分系数S0为止。
⑷引入适当的实际微分系数k和实际微分时间TD，此时可适当增大比例系数S1和积分系数S0。和前述步骤相同，微分时间的整定也需反复调整，直到控制过程满意为止。
注意：仿真系统所采用的PID调节器与传统的工业 PID调节器有所不同，各个参数之间相互隔离，互不影响，因而用其观察调节规律十分方便。
PID参数是根据控制对象的惯量来确定的。大惯量如：大烘房的温度控制，一般P可在10以上,I=3-10,D=1左右。小惯量如：一个小电机带
一水泵进行压力闭环控制，一般只用PI控制。P=1-10,I=0.1-1,D=0,这些要在现场调试时进行修正的。
我提供一种增量式PID供大家参考
△U(k)=Ae(k)-Be(k-1)+Ce(k-2)
A=Kp(1+T/Ti+Td/T)
B=Kp(1+2Td/T)
C=KpTd/T
T采样周期 Td微分时间 Ti积分时间
用上面的算法可以构造自己的PID算法。
U（K）=U（K-1）+△U（K）
PID控制器的参数整定，可以不依赖于受控对象的数学模型。工程上，PID控制器的参数常常是通过实验来确定，通过试凑，或者通过实验经验公式来确定。
常用的方法，采样周期选择，
实验凑试法
实验凑试法是通过闭环运行或模拟，观察系统的响应曲线，然后根据各参数对系统的影响，反复凑试参数，直至出现满意的响应，从而确定PID控制参数。
整定步骤
实验凑试法的整定步骤为先比例，再积分，最后微分。
（1）整定比例控制
将比例控制作用由小变到大，观察各次响应，直至得到反应快、超调小的响应曲线。
（2）整定积分环节
若在比例控制下稳态误差不能满足要求，需加入积分控制。
先将步骤（1）中选择的比例系数减小为原来的50～80％，再将积分时间置一个较大值，观测响应曲线。然后减小积分时间，加大积分作用，并相应调整比例系数，反复试凑至得到较满意的响应，确定比例和积分的参数。
（3）整定微分环节
若经过步骤（2），PI控制只能消除稳态误差，而动态过程不能令人满意，则应加入微分控制，构成PID控制。
先置微分时间TD=0，逐渐加大TD，同时相应地改变比例系数和积分时间，反复试凑至获得满意的控制效果和PID控制参数。
实验经验法
扩充临界比例度法
实验经验法调整PID参数的方法中较常用的是扩充临界比例度法,其最大的优点是，参数的整定不依赖受控对象的数学模型，直接在现场整定、简单易行。
扩充比例度法适用于有自平衡特性的受控对象，是对连续-时间PID控制器参数整定的临界比例度法的扩充。
整定步骤
扩充比例度法整定数字PID控制器参数的步骤是：
（1）预选择一个足够短的采样周期TS。一般说TS应小于受控对象纯延迟时间的十分之一。
（2）用选定的TS使系统工作。这时去掉积分作用和微分作用，将控制选择为纯比例控制器，构成闭环运行。逐渐减小比例度，即加大比例放大系数KP，直至系统对输入的阶跃信号的响应出现临界振荡（稳定边缘），将这时的比例放大系数记为Kr,临界振荡周期记为Tr。
（3）选择控制度。
控制度，就是以连续-时间PID控制器为基准，将数字PID控制效果与之相比较。
通常采用误差平方积分
作为控制效果的评价函数。
定义控制度
（3-25）
采样周期TS的长短会影响采样-数据控制系统的品质，同样是最佳整定，采样-数据控制系统的控制品质要低于连续-时间控制系统。因而，控制度总是大于1的，而且控制度越大，相应的采样-数据控制系统的品质越差。控制度的选择要从所设计的系统的控制品质要求出发。
（4）查表确定参数。根据所选择的控制度，查表3一2，得出数字PID中相应的参数TS,KP,TI和TD。
（5）运行与修正。将求得的各参数值加入PID控制器,闭环运行,观察控制效果,并作适当的调整以获得比较满意的效果。
PID参数的如何设定调节
PID参数的设定调节如下：
1、PID就是通过系统误差利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。不同厂家的公式稍有不同，但是基本上都离不开三个参数：比例、积分时间、微分时间。
2、采样周期。在进行PID调节之前要先设定好PID的采样周期，采样周期设定主要根据被控对象的特性决定。
被控对象变化快的（如：流量），可将采样周期设定在100ms左右，采样周期变化慢的（如：液位）可将采样周期设定在1000ms，对于特别缓慢的（如：温度）可设置成5-10S。简单的理解是多长时间比较一次采样值与设定值。
当然需要注意的是，采样周期必须大于程序的执行周期（PLC的运行周期）。
3、比例。比例作用是依据偏差的大小来动作.比例有时又被称为增益用Gain表示，当控制量与被控量成正比例关系时（例如：阀位与流量）增益为正数；
当控制量与被控量成反比例关系时（例如：液位与频率）增益为负数。比较简单的理解是如果设定值与反馈值有偏差时一次调整多少。
当然比例参数设定是还要考虑被控值的性质，对于变频器来说，单次变化可以为0.01但是对于阀门来说最小变化为0.2比较好。因为阀门的精度较低。
4、积分。积分作用是依据偏差是否存在来动作的，在系统中起着消除余差的作用。
在调节时可以先设定一个较大的积分时间常数Ti的初值，然后逐渐减小Ti，直至系统出现振荡之后在反过来，逐渐加大Ti，直至系统振荡消失。
记录此时的Ti，设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。积分时间可以简单的理解成调整的频率（只是为了方便理解）。
5、微分。微分的作用是依据偏差变化速度来动作的，在系统中起着超前调节的作用。很多情况下微分是不需要调节的。若要设定，与确定P和Ti的方法相同，取不振荡时的30%。微分可以简单理解为超前控制。
6、死区。死区在PID调节是一个非常重要的量，可以人为地增加控制回路的稳定性，设置好死区甚至可以减少大量的调整过程。
通俗的理解死区就是你所能接受的最大偏差。死区的大小一般要大于反馈值的波动范围。死区的设置应该在其它参数的设置基础上进行，否则会导致系统失去控制。PID参数的设定调节技巧基本上就是这样了。
伺服电机PID参数调整
嗨，哥们。我深知你的苦衷，Parker驱动器是个好东西，就是说明书和服务太烂了，同情一个先。
这个东西我用过，细说起来太复杂了，还要依靠经验。如果指标要求一般的话，我推荐你按照文档《C3_Optimization.pdf》描述的步骤进行调试吧。如果要求苛刻，那不得不尝试调整那几十个参数了，摸索规律和经验。
在调试前要把电机参数尽可能配置好，如果是标准电机，电机库中自带参数，你在软件中选择相应电机就可以了，如果是非标电机，按照电机配置向导设置参数。
系统惯量如果能计算准确可直接输入，否则使用软件的自识别功能。
调试时，要根据系统噪声情况，曲线显示情况进行状态判断（超调？过阻尼？振荡？）
基本原则是
1、听不到明显噪声，位置、速度、电流曲线无明显超调。
2、先把位置刚度调低，然后调试速度刚度，让速度环尽可能响应快，但是要留有稳定余量，不要调到极限。然后再增加位置环刚度。
如果追求高速度精度，尽量把速度环刚度提高，如果最求高位置精度，也可以适当降低速度刚度，增加位置刚度。。。。
阻尼，滤波器等需要依据调试情况调整，给不出具体办法。滤波器先不用考虑，用默认值，系统调不出来时如果发现信号有明显噪声，可以调整滤波器。
pid参数整定中的常用方法
PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：
一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。
二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。
PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。
现在一般采用的是临界比例法。
利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整P\I\D的大小。
PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：
温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
压力P: P=30~70%,T=24~180s,
液位L: P=20~80%,T=60~300s,
流量L: P=40~100%,T=6~60s。
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
一看二调多分析，调节质量不会低
伺服电机PID参数调整、伺服电机使用过程中的PID参数整定，就介绍到这里啦！感谢大家的阅读！希望能够对大家有所帮助！
