Як здійснюється контроль PIV?

Я розглядаю можливість експериментувати з PIV-контролем замість PID-контролю. На відміну від PID, контроль PIV має дуже мало пояснень в Інтернеті та літературі. Існує майже єдине джерело інформації, що пояснює метод, який є технічним документом Parker Motion .

Що я розумію на схемі методу управління (що знаходиться в домені Лапласа), це те, що вихід керування зводиться до суми:

Kpp * (інтеграл помилки позиції)
-Ків * (інтеграл вимірюваної швидкості)
-Kpv * (вимірювана швидкість)

Я прав? Дякую.

control otherservos pid

— Айберк Озгюр
джерело

Я ніколи про таке не чув і, якщо чесно, абревіатура досить дивна. Якщо ви говорите про контроль положення, чи не буде швидкість такою ж, як похідна? Що мені здається цікавим, це те, що інтеграл помилки позиції не існує, тож як би у вас був контролер PD з двома джерелами інформації про положення (виміряне положення та інтеграл швидкості). Чи можете ви зв’язати статтю, щоб ми могли відповісти на ваше запитання?

— georgebrindeiro

Контроль PIV пояснюється тут: parkermotion.com/whitepages/ServoFundamentals.pdf

— Ayberk Özgür

В основному це форма каскадних контролерів. Пояснили тут трохи: en.wikipedia.org/wiki/PID_controller#Cascade_control

— Гай Сіртон

Відповіді:

Мені здається, є три основні відмінності між класичною топологією PID та так званою топологією PIV, згаданими у Білій книзі:

Бажана швидкість вважається пропорційною похибці положення, термін регулює це. $K_p$
Інтегральний коефіцієнт посилення працює на усунення стаціонарних помилок у швидкості, а не в положенні. Це, по суті, те саме, що пояснюється пунктом №1. $K_i$
Оцінка швидкості подається безпосередньо через термін (замість розгляду похідної похибки позиції). $K_v$

У роботі вони стверджують, що головна перевага цієї топології полягає в тому, що її простіше налаштувати.

Вихід контролера формується наступним чином:

$e_\theta=\theta^*-\theta\\ e_\omega = (K_pe_\theta-\hat{\omega})\\ \text{output} = \int K_ie_\omega dt - K_v\hat{\omega}$

Звичайно, оскільки ви, ймовірно, це програмуєте, інтеграл замінюється змінною акумулятора наступним чином:

$e_\theta=\theta^*-\theta\\ e_\omega = (K_pe_\theta-\hat{\omega})\\ \text{integral} = \text{integral} + K_ie_\omega \Delta t \\ \text{output} = \text{integral} - K_v\hat{\omega}$

— georgebrindeiro
джерело

За оцінками , кутова швидкість

має свій власний коефіцієнт

право?

\hat{ω}

$\hat{\omega}$

K_{p v}

$K_{pv}$

— Айберк Озгюр

Я також здогадуюсь, що PIV не дуже корисний на практиці, тому не користується популярністю.

— Айберк Озгюр

Так, ти маєш рацію, я забув додати це. Я не знаю, чи проблема в тому, наскільки вона корисна ... Це просто не спостерігається в стандартній літературі, хоча це виправдано. Це, мабуть, щось, що було розроблено внутрішньо, оскільки воно відповідало їхнім потребам, але це не все так, як PID.

— georgebrindeiro

ми використовуємо PIV для регулювання колеса за системою багатоногих коліс. Через (неправильної) форми колеса важливе положення. Однак у звичайних ситуаціях потрібно регулювати швидкість. PIV враховував і результати, і давав кращі результати, ніж PID.

— sylvain.joyeux

@ AyberkÖzgür Практично всі комерційні системи управління рухом використовують певні варіанти каскадних PID-контролерів з деякою схожістю з цим. Наприклад, Parker, Baldor, ACS, Copely, ACS, Delta-Tau ... Цей тип пропорційного посилення лише циклу положення над циклом швидкості PI є дуже поширеним, але різні постачальники, безумовно, мають свої невеликі зміни. Зазвичай система має цикл струму та різні компоненти подачі. Це правда, що в гуртках для любителів це менш популярний ІМО, оскільки продуктивність викликає менше занепокоєння проти простоти.

— Гай Сіртон

Цикл PID і так званий цикл PIV з рівними посиленнями повинні мати однакову реакцію на порушення, тому я не впевнений, чому твердження про те, що реакція на збудження є кращою чи гіршою.

Як уже згадувалося, похідний "удар" буде меншим, що може бути хорошою справою, якщо ви дасте річ різкі входи.

Крім того, можуть бути певні переваги, оскільки річ виходить із насичення інтегратора, залежно від того, як ви реалізуєте антипрограму.

Y (s) = \frac{k_{f i} U (s) - k_{b i} X (s)}{s} + (k_{f p} U (s) - k_{b p} X (s)) + (k_{f d} U (s) - k_{b d} X (s)) s

$Y(s)=\frac{k_{fi}U(s) - k_{bi}X(s)}{s} + \left(k_{fp}U(s) - k_{bp}X(s)\right) + \left(k_{fd}U(s) - k_{bd}X(s)\right)s$

Y

$Y$

U

$U$

X

$X$

k_{x x}

$k_{xx}$

k_{b x}

$k_{bx}$

k_{f x}

$k_{fx}$

$k_{bp}=0$ $k_{bd}=0$

— TimWescott
джерело

Ви впевнені, Тім? Дивіться тут сторінку 3-26 web.stanford.edu/class/archive/ee/ee392m/ee392m.1056/…, яка по суті є однаковою конфігурацією ... Тож ви говорите, що це еквівалентно PID "простого" петля над положенням? По крайней мере, ви б подумали, що всередині вікна оцінки швидкості має значення. І якщо вони рівноцінні, чому, здається, всі турбуються з каскадними контролерами для управління рухом?

— Гай Сіртон

У промисловості цей тип управління все ще називають PID-контролем, і я бачив багато застосувань цього. Основна вигода випливає з того, що він усуває "похідний удар", викликаний різкою зміною заданої точки, і, таким чином, корисний для програм, де відстеження заданої точки є найважливішим (а не швидким відхиленням порушення). Див. Http://www.controlguru.com/wp/p76.html .

Зображення, що показує різницю у похідному відведенні PID та PIV http://controlguru.com/wp-content/uploads/2015/08/pidkickbig.jpg

— ддеваз
джерело

FYI, друга ланка розірвана ...

— daaxix