要想讓一條運(yùn)動軸快速可靠地移動到目標(biāo)位置，使用比例增益往往是必要的。即便是實際狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)之間的微小誤差也會使僅僅使用比例控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)移動到目標(biāo)設(shè)定點。

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系統(tǒng)的機(jī)械現(xiàn)實，例如一個液壓閥的零點特性的變化或者移動部件（靜態(tài)或動態(tài)）之間的摩擦，可能會阻止系統(tǒng)撞擊目標(biāo)?？刂品匠淌街械姆e分器部分會積累一段時間的誤差，最終會增加必要的輸出量來讓執(zhí)行機(jī)構(gòu)移動。


微分增益的作用是在比例增益增加的時候提供電子阻尼，來幫助保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)不會震蕩。微分增益工作的好壞取決于一些關(guān)鍵因素，例如反饋設(shè)備輸出值的分辨率以及是否嚴(yán)格遵守已知的采樣時間。既然微分增益是用于速度誤差量的倍數(shù)因素，那么運(yùn)動軸的速度得到精確確認(rèn)是至關(guān)重要的。


03閉環(huán)控制中的前饋


閉環(huán)控制系統(tǒng)的有效性取決于系統(tǒng)對于實際的系統(tǒng)測量值和目標(biāo)值之間的誤差的響應(yīng)。然而，使用基于PID控制的限制條件是至少要有一些誤差，否則就不會有任何運(yùn)動。在許多應(yīng)用中，這不是問題，不過在誤差發(fā)生之前對需要的輸出有個估計還是可以增強(qiáng)對運(yùn)動跟蹤的精度和平滑度。這就是前饋增益發(fā)揮作用的地方。


與用于反饋誤差的PID增益不同，前饋增益乘以目標(biāo)速度和加速度，經(jīng)過求和得出對于輸出的貢獻(xiàn)。


前饋真的僅僅是被用作預(yù)測因素的開環(huán)增益。它們在液壓系統(tǒng)中特別有用，一部分原因是流體的特性以及液壓流體在一個液壓缸內(nèi)的桿側(cè)的工作方式和在活塞的開放側(cè)的工作方式的物理性差別。通常要求采用不同的增益來獲得在每個運(yùn)動方向上想要的活塞的速度及加速度。


在理論上，如果預(yù)測增益計算正確，當(dāng)系統(tǒng)移動時應(yīng)該不會有誤差。在真實的世界里，系統(tǒng)不會完美地工作。始終要記住系統(tǒng)穩(wěn)定性，目標(biāo)是使用預(yù)測方式來使系統(tǒng)能夠在期望的運(yùn)動輪廓的90%到95%范圍內(nèi)工作。那么PID算法的糾錯能力僅僅需要處理5%到10%。


在確保精確的系統(tǒng)運(yùn)作的同時，使用可編程運(yùn)動控制器具有額外的優(yōu)勢，即可以使控制參數(shù)快速簡單地改變來滿足不斷變化的生產(chǎn)的需求?？梢酝ㄟ^以太網(wǎng)從一臺監(jiān)控PLC或計算機(jī)下載新的設(shè)定值，以啟用新的部件類型，而且對于參數(shù)多久可以改變一次沒有限制。


使用電子運(yùn)動控制器更加嚴(yán)密的控制運(yùn)動輪廓帶來了額外的好處，可以讓運(yùn)動更加平順、減少機(jī)器的沖擊和振動、減少維護(hù)成本、以及延長機(jī)器的使用壽命。出現(xiàn)這些好處的同時也改善了生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性。
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