反复运用工控PLC技术快速设计并搭建原型PID
在本文中，我们将探讨如何利用工控PLC技术、可编程自动化（PAC）和微处理器的系统设计方法来优化PID控制器的设计、测试和部署过程。通过采用基于模型的设计方法，我们能够在模块框图环境中创建工厂和系统模型，以便进行仿真测试。这使我们能够在实际安装之前快速地优化设计，无需对硬件进行操作。
使用来自多个供应商软件平台的不同工具，如MathWorks公司的Simulink，我们可以实现复杂的仿真和分析。在以下四个步骤中，基于模型的PID设计被详细阐述：
创建工厂模型
设计PID算法
实时测试
部署最终解决方案
为了演示这一方法，我们将以数字运动控制系统为例，展示如何快速搭建原型PID控制器。这个系统包括一个功率放大器驱动直流电机，以及两个旋转光学编码器用于测量电机轴和负载位置。此外，还有一个小型柔性轴连接执行器与负载，这种配置常见于许多运动控制系统中。
我们的目标是在不降低位置精度的情况下提高设备性能，从150弧度/秒到250弧度/秒，并且加速度从2000弧度/秒²提升至5000弧度/秒²。关键的是，我们希望实测负载角度与编程负载角差值保持在1度以内。如图所示，现有的设计无法满足这些新性能要求。
通过实施基于模型的设计方法，我们能够确保新的改进版本能有效追踪参考轨迹，同时满足所有性能指标。这种全面的工程手段，不仅缩短了调试时间，而且减少了对物理硬件造成损害或破坏的风险，使得整个过程更加安全、高效。
