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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(duì)于實(shí)際的系統(tǒng)測(cè)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(huì)有任何運(yùn)動(dòng)。在許多應(yīng)用中，這不是問(wèn)題，不過(guò)在誤差發(fā)生之前對(duì)需要的輸出有個(gè)估計(jì)還是可以增強(qiáng)對(duì)運(yùn)動(dòng)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(guò)求和得出對(duì)于輸出的貢獻(xiàn)。

前饋真的僅僅是被用作預(yù)測(cè)因素的開(kāi)環(huán)增益。它們?cè)谝簤合到y(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(gè)液壓缸內(nèi)的桿側(cè)的工作方式和在活塞的開(kāi)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(lái)獲得在每個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上想要的活塞的速度及加速度。

在理論上，如果預(yù)測(cè)增益計(jì)算正確，當(dāng)系統(tǒng)移動(dòng)時(shí)應(yīng)該不會(huì)有誤差。在真實(shí)的世界里，系統(tǒng)不會(huì)*地工作。始終要記住系統(tǒng)穩(wěn)定性，目標(biāo)是使用預(yù)測(cè)方式來(lái)使系統(tǒng)能夠在期望的運(yùn)動(dòng)輪廓的90%到95%范圍內(nèi)工作。那么PID算法的糾錯(cuò)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(shí)，使用可編程運(yùn)動(dòng)控制器具有額外的優(yōu)勢(shì)，即可以使控制參數(shù)快速簡(jiǎn)單地改變來(lái)滿足不斷變化的生產(chǎn)的需求?？梢酝ㄟ^(guò)以太網(wǎng)從一臺(tái)監(jiān)控PLC或計(jì)算機(jī)下載新的設(shè)定值，以啟用新的部件類型，而且對(duì)于參數(shù)多久可以改變一次沒(méi)有限制。

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

在液壓應(yīng)用中進(jìn)行壓力或力量控制時(shí)需要注意的是，如果與運(yùn)動(dòng)相對(duì)方向上的力或者負(fù)載突然消失，執(zhí)行機(jī)構(gòu)會(huì)突然動(dòng)起來(lái)。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，使用具有壓力或力量限制功能的開(kāi)環(huán)控制可以是比較好的解決方案，可以將不需要的控制響應(yīng)的影響降到低。

04開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制的結(jié)合

在同一臺(tái)機(jī)器上，開(kāi)環(huán)控制經(jīng)常會(huì)與閉環(huán)控制相結(jié)合，在機(jī)器工作周期的不同部分使用其中一種控制方式，來(lái)達(dá)到提供優(yōu)勢(shì)的目的。例如，可以在回縮方向上使用開(kāi)環(huán)運(yùn)動(dòng)來(lái)快速打開(kāi)一臺(tái)沖床，因此加工完的部件就能釋放出來(lái)。

調(diào)整機(jī)器的運(yùn)行可以得到全面的簡(jiǎn)化，因?yàn)橹挥猩煺狗较颍ㄍ瓿蓻_壓操作的那部分工作周期）上必須調(diào)整到可以精確運(yùn)行，工作周期的開(kāi)環(huán)部分不需要被調(diào)整。

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