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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)對于實際的系統(tǒng)測量值和目標(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，否則就不會有任何運動。在許多應(yīng)用中，這不是問題，不過在誤差發(fā)生之前對需要的輸出有個估計還是可以增強對運動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)過求和得出對于輸出的貢獻。

前饋真的僅僅是被用作預(yù)測因素的開環(huán)增益。它們在液壓系統(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液壓缸內(nèi)的桿側(cè)的工作方式和在活塞的開放側(cè)的工作方式的物理性差別。通常要求采用不同的增益來獲得在每個運動方向上想要的活塞的速度及加速度。

在理論上，如果預(yù)測增益計算正確，當(dāng)系統(tǒng)移動時應(yīng)該不會有誤差。在真實的世界里，系統(tǒng)不會*地工作。始終要記住系統(tǒng)穩(wěn)定性，目標(biāo)是使用預(yù)測方式來使系統(tǒng)能夠在期望的運動輪廓的90%到95%范圍內(nèi)工作。那么PID算法的糾錯能力僅僅需要處理5%到10%。

在確保精確的系統(tǒng)運作的同時，使用可編程運動控制器具有額外的優(yōu)勢，即可以使控制參數(shù)快速簡單地改變來滿足不斷變化的生產(chǎn)的需求?？梢酝ㄟ^以太網(wǎng)從一臺監(jiān)控PLC或計算機下載新的設(shè)定值，以啟用新的部件類型，而且對于參數(shù)多久可以改變一次沒有限制。

使用電子運動控制器更加嚴密的控制運動輪廓帶來了額外的好處，可以讓運動更加平順、減少機器的沖擊和振動、減少維護成本、以及延長機器的使用壽命。出現(xiàn)這些好處的同時也改善了生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和*性。

在液壓應(yīng)用中進行壓力或力量控制時需要注意的是，如果與運動相對方向上的力或者負載突然消失，執(zhí)行機構(gòu)會突然動起來。對于這個問題，使用具有壓力或力量限制功能的開環(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開環(huán)控制和閉環(huán)控制的結(jié)合

在同一臺機器上，開環(huán)控制經(jīng)常會與閉環(huán)控制相結(jié)合，在機器工作周期的不同部分使用其中一種控制方式，來達到提供優(yōu)勢的目的。例如，可以在回縮方向上使用開環(huán)運動來快速打開一臺沖床，因此加工完的部件就能釋放出來。

調(diào)整機器的運行可以得到全面的簡化，因為只有伸展方向（完成沖壓操作的那部分工作周期）上必須調(diào)整到可以精確運行，工作周期的開環(huán)部分不需要被調(diào)整。

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