无刷直流伺服驱动器位置环的 PI 控制(比例 - 积分控制)相比单纯的比例控制(P),增加了积分环节(I),其核心作用是彻底消除位置稳态误差(比例控制无法完全消除静态偏差)。但积分环节会引入相位滞后,可能降低系统稳定性,甚至导致超调或震荡,因此调参需更谨慎,遵循 “先比例后积分,动态与稳态平衡” 的原则。
一、位置环 PI 控制的核心参数与作用
位置环 PI 控制的核心参数为:
- 比例增益(Kp_pos):决定位置环的响应速度和动态跟踪能力。Kp_pos 越大,响应越快,动态误差越小,但过大会导致系统震荡;反之则响应迟缓,动态误差增大。
- 积分增益(Ki_pos):通过累积位置误差来消除稳态偏差。Ki_pos 越大,消除稳态误差的速度越快,但过大会加剧超调、延长调整时间,甚至引发系统不稳定(积分饱和或震荡)。
二、调参前提:比单纯 P 控制更严格的内环要求
PI 控制对系统动态特性更敏感,调参前必须确保:
- 电流环:响应极快(带宽远高于速度环),无延迟或超调,能瞬时抑制负载扰动。
- 速度环:动态响应快(无明显滞后),无震荡,负载变化时速度波动小(速度环 PI 参数需已优化)。
若内环性能不足,位置环 PI 调参时会出现 “积分环节放大震荡”“动态响应与稳态误差无法兼顾” 等问题。
三、位置环 PI 参数调参步骤与方法
调参需结合阶跃响应
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