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[PLC伺服与运动控制]PID调节的一些经验

早些年用过几套三菱的伺服系统，惭愧，因为控制要求不高，所以从头到尾都没

有调整过PID参数。

就熟悉的欧系产品PID调节作些总结。

首先，力矩控制只需要调节电流环，速度控制需要调节电流环和速度环，位置控

制需要调节电流环、速度环和位置环。

电流环为PI控制，一般采用默认值（选择电机时根据电感、阻抗会自动计算出

默认值）。

速度环为PI以及力矩前馈控制，输入选型计算所得的负载惯量，则参数设置软

件将自动计算出增益P、积分常数I，力矩前馈因子。

位置环为P控制以及速度前馈控制，通常速度前馈因子设为100％，位置环比例

因子Kv根据经验给出。

自整定：

自整定能测量出电机的实际电感、阻抗、死区时间，负载惯量。

所以根据实际电感、阻抗可以计算出新的电流环PI值。

根据测量得出的负载惯量可以采用参数设置软件计算出新的增益P、积分常数I，

力矩前馈因子。

经验调节：

在完成前一步或者前两步之后，在实际运行中可能还不尽如人意。比如电机（机

床）的振动；实际加工精度不足，那么我们可以根据外部信息对PID参数进行调

节，这些外部信息包括电机（机床）的振动；实际加工精度以及示波器显示的误

差。

这些主要是经验判断了。

电机振动通常是总体增益过高。电机摆动可能是电机总体增益过低。

实际加工精度不足通常是总体增益不够高。

示波器误差（指参数设置软件捕捉到的速度、位置偏差）较大通常是总体增益不

够高。

所以机床振动和实际加工精度不足、示波器误差较大往往是相矛盾的。总体增益

提高了，加工精度提高了，机床振动大了；总体增益下降后，机床振动减小，但

是加工精度下降。调整PID的目的就是找到一个好的平衡点。

提高整体增益的办法：提高速度环的P值，降低速度环的I值，提高位置环的K

v值，减小编码器反馈的滤波时间常数。

较小整体增益的办法：降低速度环的P值，提高速度环的I值，降低位置环的K

v值，提高编码器反馈的滤波时间常数。

需要注意的是，在位置控制方式下，位置环增益和速度环参数有一定关联，当位

置环增益提高对系统精度（可以从示波器误差中看到）没有效果后，需要再考虑

提高速度环增益。

[PLC伺服与运动控制]PLC的PID和运动控制zz

PLC的工作流程

1、系统初始化：一般小型PLC的系统初始化主要是进行初始化、设置、查找扩

展模块等；

2、扫描输入：扫描IO输入信号；

3、执行逻辑：根据用户PLC程序执行逻辑；

4、家务管理：PLC诊断、维护和其它系统程序执行；

5、扫描输出：将逻辑执行的结果输出；

6、通信管理单元：通信服务程序，响应编程软件和其它通信任务。

PLC运行方式：

由上面可以看到PLC的运行是一种循环扫描的运行方式，实际上PLC还有定时扫

描和中断扫描共三种扫描方式。

循环扫描：PLC按上图循环执行；

定时扫描：PLC根据用户设置的时间定时扫描，比方说50ms扫描一次，使用这

种扫描方式，用户需要保证用户程序在设定时间内一定能扫描完毕，一般PLC使

用定时中断和子程序结合起来实现这个功能（这种情况下与中断扫描方式并无不

同），但在IO扫描方面会有一些细微的不同，很可能会用到立即刷新IO的功能

块UpData_IO。

中断扫描：中断扫描根据外部或者内部中断的激活中断扫描程序的运行。比方说

外部IO中断、高速计数中断、定时中断等。

十九、PID——温控、变频

PID（Proportional,IntegralandDerivative）是闭环控制中最常用的一

种算法，在包括温控、水泵、张力、伺服阀、运控等行业得到了广泛的应用，但

因为每个应用的对象特性都不一样，这就要求调试工程师允分了解PID的控制原

理，只有这样我们才能把PID的应用好。

PID原理：

PID是由比例、微分、积分三个部分组成的，在实际应用中经常只使用其中的一

项或者两项，如P、PI、PD、PID等。

从控制原理来说，当一个控制对象，我们希望控制的输出达到我们设定的值，我

们通常会使用开环或者闭环控制，如果控制对象的响应很稳定不会受到其它环节

的影响，我们可以选用开环控制。反之如果被控对象受到设定值、负载或者源端

的影响而产生波动，我们应该选用闭环控制。下图是一个温控的原理图：

PID执行周期(1/10秒)