体系组成原理
该体系由四部分组成，即微机、伺服操控卡、沟通伺服调速体系、传感检测。主控微机与操控卡相连，能够经过数据线发送方位或速度指令，设定pid调理参数，并进行数模(d/a)转化，该模仿信号经过沟通伺服扩大器扩大后驱动伺服电动机。电机轴端装有增量式光电码盘，经过光电码盘供给反应信号(a、b、in脉冲)来完结方位伺服体系的方位反应，组成一个半闭环体系。一般将光电码盘装在电机非负载轴的轴端上，便于装置和防止机械部件振动和变形对方位操控体系发生晦气影响。方位反应环中传感元件—增量式光电编码器将运动构件实时的位移(或转角)改变量以a、b相差分脉冲方式长线传输到现场操控站(pc机)中进行编码器脉冲计数，以取得数字化方位信息，主控微机机算给定方位与实践方位(即反应到的方位)的差错后，依据差错规模采纳相应的pid操控战略，将数字操控作用经数模转化变成模仿操控电压，并输出给伺服扩大器，终究调理电机运动，完结希望值的定位。
伺服操控办法
工业操控中常用的办法是pid调理器，虽然跟着现代沟通调速技能的开展，呈现了各种新式操控算法，如自适应操控、专家体系、智能操控等。从理论剖析，许多操控战略都能完成杰出的电机动静态特性，可是因为算法自身的杂乱性，并且对体系进行模仿辨识比较费事，因而，在实践体系中完成时困难，关于传统的pid调理器而言，其最大的长处在于算法简略，参数易于整定，具有较强的鲁棒性，并且适应性强，可靠性高，这些特色使pid操控器在工业操控范畴得到广泛的运用。关于数控体系中的操控目标而言并不杂乱，用pid调理器更易完成预期作用。
方位环pid操控算法
在数字pid调理操控体系中，引进积分环节的意图是为了消除静差，进步精度，但在进程的开端、完毕或大幅添加设定值时，会发生积分堆集，引起体系较大的超调，乃至震动，这关于伺服电机的运转来说是晦气的。为减小电机在运转进程中积分校对对操控体系动态功能的影响，选用积别离离pid操控合理当时，当电机的实阶方位与希望方位的差错小于必定方位时，再康复积分校对环节，以便消除体系的稳态差错。
积别离离pid操控算法需设定积别离离阀ε，当|e(k)|》ε时，即差错值较大时，选用pd操控，以确保伺服电机方位操控精度。
离散化pid操控算式是：
其间，k为采样序号，k=0，1，2…;
kp、ki、kd别离表明份额，积分、微分系数。在实践中，若执行机构需求的是操控量的增量，依据递堆原理可得增量式pid操控算式为：
操控体系参数的整定
主控微机向操控卡发送pid参数，看给定的参数是否契合操控体系的要求，该进程需用参数整定完成。参数整定得主要任务是确认kp、ki、kd及采样周期t，份额系数kp增大，使伺服驱动体系的动作活络，呼应加速，而过大会引起振动，调理时刻加长;积分系数ki增大，能消除体系稳态差错，但稳定性下降;微分操控能够改进动态特性，是超调量削减，调整时刻缩短。一般的办法有扩大临界份额度法和扩大呼应曲线法，以及归一参数整定办法。这几种办法源于运用齐格勒-尼柯尔斯(ziegler-nichols规矩)，一般能够为沟通伺服体系的模型为一阶段有推迟环节的模型(带滞后的一阶环节)：
式中的一阶段呼应特征参数k、l、和t能够由图3所示的s型呼应曲线提取出来。求取这些参数对实践体系并不困难，能够经过对体系进行阶跃输入鼓励，得到呼应曲线，再依据曲线求出其特征参数。所以可由ziegler-nichols整定规矩得到：
数字体系中采样周期的挑选与体系的稳定性密切相关。一方面要满意香农定理，即ωs≥2ωmax实践体系输入及反应的最大频率ωmax难以测定，另一方面采样周期并没有一个准确的计算公式，只能依据工程运用按经历规矩选取，关于电机操控体系，要求较短时刻采样周期，一般为几十毫秒。
关于沟通方位伺服操控体系而言，选用根据pc机的开发渠道，用惯例的pid调理器进行操控，只需参数整定恰当，加之体系的机械精度(运动轴、齿轮、电机丝杠传动化)操控在必定差错规模内，电气操控精度(编码器脉冲)就可得到进步，鲁棒性强，能够在许多场合到达较高精度方位操控的要求。
