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正文摘录:

第5期张凯，等：芯片封装中PID参数自整定算法研究应，直到系统获得较满意的控制过程；再次保持比例系数、积分系数不变，从小到大逐渐改变微分系数，输入阶跃信号，直到获得满意的控制过程；最后再对3个参数进行微调，直到获得满意的效果.人工经验试凑法根据系统响应从小到大改变控制器相关参数，系统响应总是向着好的方向发展，可避免盲目运行系统带来的危害，故应用广泛.3PID参数自整定算法原理PID参数自整定的工作原理就是令算法带上工程人员的经验，模拟人工经验试凑法调试参数，并在人工调试的基础上根据芯片封装行业的特点进行一定的改进.实验中发现，控制器中加入积分环节则会使系统整定时间加长，不符合芯片封装高速定位的原则，故设计算法时只采用PD控制器；算法首先以较大的比例系数运行，发现过大立即停止，既可以防止飞车事件发生，也可以提高整定速度；根据实际芯片封装要求设计3级系统运行指标，从高到低调节控制器，根据系统响应，最终综合选取合适的参数.4算法实现4.1实验条件实验中采用松下MINAS系列交流伺服电机及驱动器，增量式光电编码器，GT400一SV型运动控制板卡构成交流伺服运动控制系统，利用VC++编程实现算法¨。.4.2采样周期设计算法是根据系统响应来调节控制器参数，故采样周期丁的选择比较重要.采样时间丁过长，则不能反映系统的真实响应情况，从而影响到系统的控制品质；采样时间丁过短，则对计算机、运动控制板卡等硬件设备要求较高，要求的存储器容量也较大，硬件工作量较多，并且太高的采样频率也没有意义.此时应该从系统响应信号保真和实际硬件方面综合考虑.一方面，采样频率应该满足采样定理，即∞。≥2to。，其中∞。指的是系统的采样频率，∞。指的是原有信号的最高频率，另一方面，运动控制系统位置环硬件响应频率为200‘Hz，板卡伺服周期200“s.将板卡得到的当前位置的函数GT—GetAtl：P0s()嵌入到运动控制过程中，可测得采样周期在250¨s左右，满足采样定理怛0.4.3计时器的设计芯片封装运动的特点是短距离高速高精度的运动，单次运动时间在40ms左右，所以要在小距离短时间内对系统作出测试及控制，这就要求较精确的计时器对运动进行计时.windows98中提供的定时器精度只能达到50ms，基于NT技术构建的操作系统定时器精度在10ms左右.所以必须设计精密计时器以保证测量控制准确性.将汇编语言移植到C++中，直接读取开机之后CPu时钟震荡时钟数，进行转化之后，以单位时间内的时钟脉冲数计算时间，可以达到“s级的精度.读取CPU时钟频率的汇编语句为Inlineunsigned—int64GetCycleCount.(){一晶m—emit0x0F—asm—emitOx31}4.4系统性能指标设计根据实际机器系统的要求设计控制系统的指标，包括瞬态响应指标和稳态响应指标.将系统指标分为l、2、3等级，为防止系统出现不稳定而导致危险情况，设定参数调节界限，使参数在系统可允许的范围内变动；同时设定最大超出指定位置指标M.系统指标具体如表1所示.表1系统设计指标由于系统运行不同的位移时到位时间要求不同，所以到位时间指标由经验库决定.经验库指标是根据实际芯片封装要求可随时在线更改或临时输入.整定时间是指系统初次到位后与系统响应在稳定误差范围之内的时间，故满足到位时间，最大超调量，整定时问的系统实际上也满足了稳态误差要求.算法设计也正是从这几个指标人手，以其为依据进行设计.4.5参数自整定步骤1)令控制器的积分系数K、微分系数K分别为零，然后在系统允许范围内输入较大的比例系数K。，闭环运行系统同时采集系统运行数据，分析系统运行状态：如果监测得到的实际运行位置超过指定位置肘，则认为系统运行速度过快，此时立刻利用GT—AbptStp(void)命令紧急停止系统并将系统恢复到初始状态，然后稍微减小K，再次运行系统采集数据分析.反之当系统运行缓慢时则逐渐增大K，再次运行系统并采集数据进行分析.如此反复数次，直到满足系统的到位时间指标及超调量指标.假如在系统运行数次时得到的数据显示，满足到位时间指标不能满足其最大超调量指标时，则以到位时间