간단한 서보 모터 튜닝 및 PID 게인 찾기

업데이트 됨 Jan 8, 2019

해당 제품

Hardware

  • PXI-7350

Software

  • Measurement and Automation Explorer (MAX)

Driver

  • NI-Motion

문의사항

제가 가지고 있는 서보 모터를 조정하기가 힘듭니다. 원하는 응답에 가까운 PID 게인을 찾는 간단한 방법이 있습니까?

해결책

이 문서는 서보 튜닝에 대한 개념을 보다 자세히 설명하는 Understanding Servo Tune 백서를 보완하기 위한 것입니다. 수동 서보 튜닝을 수행하는 적절한 방법은 없지만 아래에 요약된 방법은 시스템에서 좋은 응답을 제공하기 위해 적절한 범위에 있는 게인을 신속하게 결정할 수 있는 간단한 방법을 제공합니다.

Measurement & Automation Explorer의 튜닝 기능

NI-Motion 시스템을 튜닝하는 한 가지 방법은 Step Response와 Control Loop 탭을 별도의 윈도우로 여는 것입니다. 이렇게 하려면 다음과 같이하십시오.
  1. Measurement & Automation Explorer (MAX)에서 모션 컨트롤러에 대해 Calibration»Servo Tune으로 이동하십시오.
  2. Step Response 탭을 클릭 한 상태로 유지하십시오.
  3. Step Response 탭이 별도의 창으로 표시 될 때까지 마우스를 끕니다.
  4. Step Response 창을 열어 두려면 창 오른쪽 맨 위에있는 누름 핀 아이콘을 누르십시오.
  5. Control Loop 탭에 대해서 이 단계를 반복 하십시오. 창을 정렬하고 크기를 조정하여 모터를 조정할 때 나란히 볼 수 있도록 하십시오. 참조 용으로 창 이미지가 아래에 나와 있습니다.
튜닝 방법

Control Loop를 쉽게 수정하고 Step Response의 변경 사항을 볼 수 있도록 창이 배치 되었으므로 다음 단계를 수행하여 PID 제어 시스템을 조정하십시오.
  1. 3개의 PID 매개 변수, Kp , Kd 및 Ki 를 모두 0으로 설정하십시오
  2. Kp 를 튜닝하여 시작하십시오. 필요한 것보다 훨씬 낮은 숫자로 설정하십시오. 확실하지 않은 경우 1부터 시작하십시오.
  3. Step Response 탭을 클릭하여 시스템의 단계 응답 그래프를보십시오. Step Response Plot은 앞에서 언급한 서보 튜닝 문서에 더 자세히 설명되어 있습니다.
  4. 그래프에 매개 변수가 표시되면:
    • 너무 낮음 - 매개 변수의 값을 두 배로합니다.
    • 너무 높음 - 매개 변수를 현재 값과 이전 값 사이의 중간 값으로 설정합니다.
  5. Kp에 대한 합리적인 값을 얻을 때까지 3-4 단계를 반복합니다. 대부분의 시스템에서 이것은 응답이 입력에 접근하고 적은 양의 감쇠로 입력에 대해 지속적으로 진동한다는 것을 의미합니다. 아래와 같이 진폭이 점진적으로 감소하지 않으면 시스템이 불안정한 것으로 간주됩니다. 이 경우, 당신은 당신이 KP를 높이기 위해 3단계와 4단계를 반복하는 동안 KD의 작은 양을 추가해야 할 수 있습니다.
  6. Kd 에 대한 적절한 값에 도달 한 후에 Ki 로 이동하십시오.
  7. Ki에 대해 적절한 값을 얻을 때까지 K d에 대해 3단계와 4단계를 반복합니다. 이 매개 변수는 위치 오차의 적분에 작용하므로 오프셋 오차가 발생합니다. 시스템에 불안정성을 초래할 수 있으므로이 매개 변수를 신중하게 사용하십시오.
튜닝의 예는 서보 튜닝 문서를 참조하십시오.

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