关节PID调试

PID速度环

1. 速度环PID参数的整定需要知道几个参数：目标速度，反馈速度，速度参考，其中速度参考是内部给定目标速度的监控。

2. 下面给出如何使用TwinCAT获取这几个参数的方法。

3. 第一步添加PLC工程

选择“Standard PLC Project”，命名随机，点击添加。

添加成功后会出现一个刚才命名的PLC工程。

展开工程找到GVLS选项，右键点击“ADD”，点击“Gloable Variable List”。

添加成功后，左侧会出现“GVL”名字的工程。

在工程里面添加以下代码。

添加0x2106内部速度参考数据。

添加之后重新激活工程。

现在我们已经准备好了PDO参数的来源以及承接数据的全局变量，现在开始绑定变量。

找到我们之前在全局变量里面创建的变量“Vel_Ref”(内部速度参考)，选中之后点击OK。

解除“Mode of Operation”（操作模式）的绑定，因为调节PID我们需要运行在速度模式下，所以我们要修改这个操作模式的选项。

接着右键点击“Change Link”。

找到我们在GVL中创建的变量“Mode_of_Operation”选中并点击OK。

同理绑定OUTPUT中的目标速度“Target Velocity”，还有INPUT中的“Actual Velocity”，都绑定好之后重新激活工程。

然后我们添加视图窗口，用于实时查看数据。点击文件->添加->新建项目。

添加视图工程。

添加视图工程之后，里面就会出现下面的工程，此时我们再次点击激活工程。

点击登录。

双击添加我们创建好的三个变量，变量添加好之后要重新激活一次工程，不然数据不会显示。

现在就准备好了调速度环需要的条件，现在给关节上电。等待关节进入“OP”状态。

点击登录按钮。

登录之后界面变为下面样式。

在操作模式里面写入模式9，再点击写入。

点击使能，此时关节LED_RN会快闪，说明关节成功使能。

点击视图，再点击开始录制，此时就可以看到实时的速度波形。

现在就可以给目标速度让关节动起来，值得注意的是关节在带负载的情况下高速运动很危险，所以在调整PID参数的时候不要给太大的速度，目标速度的换算关系是：输出端1°/s =1*关节减速比/360*524288。

通过修改0x200B:01速度环增益，0x200C:01速度环积分时间，来改善速度环的效果。速度环增益用于提高系统的响应，速度环积分时间常数用于消除静态误差和适当消除振荡使系统收敛。

在目标速度里面写入正值，再写入0，再写入负值再写入0，完成以上操作之后再到视图窗口分析数据。

先调整增益，波形刚好超调一点，但未出现过大的震荡即可。然后调节积分，积分数值一般不用给太高，适当消除震荡即可。最终结果应该接近下图。

修改好参数之后参数会立即生效，但是需要保存参数后再下电，否则参数会在下电之后丢失。

下面给出保存参数的方法，在0x1010:01下写十六进制0x73617665，保存参数。

PID位置环

将全局变量中的目标位置“Targ_Pos”绑定到控制台输出的目标位置上，这样我们可以看到目标位置的曲线。

绑定反馈位置到声明的全局变量。

在视图中添加反馈位置“actual pos”和目标位置“targ pos”，添加完之后需要重新激活工程。

将GVL登录之后，在操作模式写8进入位置模式。

来到NC:Online界面使能关节。

到NC:Function界面给激励信号。

来到视图窗口，观察波形应与下图相似。

下面给出PID参数修改界面，位置环参数只允许修改Kp，如果关节响应不足根据需要，可适当增加Kp的大小。