伺服电机使用过程中的PID参数整定

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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 伺服电机的原理图
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