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運動控制功能原理介紹 77
PCI-8254 / PCI-8258
其中 為位置命令， 為位置回饋，
為速度命令， 為加速度命令。採用 PID
控制加上速度 / 加速度命令前饋控制目的在於減少位置命令追蹤誤
差進而增加控制性能。受控廠 (Plant) 會接收到經過控制器計算出的
電壓訊號，其物理意義根據驅動器的設定可能是速度命令或是力矩
命令。
另一方面，本控制器允許使用者改變 PID 控制器的伺服更新速度，
因此使用者也必須注意控制器增益值也要同步重新調整。伺服更新
速度可在 MCP2 內的 SetupWizard 頁面內調整，設定範圍為
50us~2000us，設定完後 DSP 會重新開機 (Reboot)。伺服更新速
度預設值為 250us。 由於控制器的增益值是有限定範圍，我們可以
使用增益結果位移 (Gain shift) 調整增益值工作範圍如下面增益
(Gain) 與增益結果位移 (Shift) 關係圖所示。增益結果位移可以放大
2n 或縮小 2n 增益值。舉例說明，若我們設定 KP gain 為 100，KP
shift 為 2，PID shift 為 3，則等效 KP 為 100×22×23=3200。一般而
言，增益結果位移值不需要改變，唯有當使用者發現增益值範圍無
法滿足所需控制性能時才需調整。下一章節介紹的自動伺服參數調
機程式會幫助使用者選擇適當的增益結果位移初始值。
除了所有控制器的增益值須要設定外，積分限制 (Integral satuation) 、
輸出電壓限制、輸出電壓偏移與輸出電壓反向
(Voltage inverse) 等也
可被使用者自由設定。另外，為了有效抑制機械震動
(Vibration) ，在
控制器後端串接了兩個雙二階濾波器
(Biquad filter) 用來設計低通濾波
器
(Low pass filter) 和帶阻濾波器 (Notch filter) ，而使用者也可以自行
設計雙二階濾波器係數以達成不同訊號處理目的，這部分會在後面章
節討論。
)(kCmdPos
)(kFbkPos
)(kCmdVel
)(kCmdAcc
preliminary