የፒአይዲ መቆጣጠሪያዎችን ማዋቀር፡ ዲያብሎስ እንዳደረጉት አስፈሪ ነው? ክፍል 1. ነጠላ-የወረዳ ስርዓት

ይህ መጣጥፍ የPID መቆጣጠሪያዎችን በሲሙሊንክ አካባቢ ለማስተካከል አውቶማቲክ ዘዴዎች ላይ ያተኮሩ ተከታታይ መጣጥፎችን ይጀምራል። ዛሬ ከ PID Tuner መተግበሪያ ጋር እንዴት እንደምንሰራ እንረዳለን።

መግቢያ

በዝግ ዑደት ቁጥጥር ስርዓቶች ውስጥ በኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት በጣም ታዋቂው የመቆጣጠሪያዎች የ PID መቆጣጠሪያዎች ሊቆጠሩ ይችላሉ። እና መሐንዲሶች የመቆጣጠሪያውን አወቃቀሩ እና የአሠራር መርህ ከተማሪ ዘመናቸው ካስታወሱ, ከዚያም አወቃቀሩ, ማለትም. የመቆጣጠሪያዎች ስሌት አሁንም ችግር ነው. የቁጥጥር ተቆጣጣሪዎች ማስተካከያ በተወሳሰበ በራስ-ሰር ቁጥጥር ንድፈ-ሐሳብ የተብራራበት ከፍተኛ መጠን ያለው ሥነ ጽሑፍ አለ ፣ የውጭ (ለምሳሌ ፣ [1 ፣ 2]) እና የሀገር ውስጥ (ለምሳሌ ፣ [3 ፣ 4])።

የዚህ ተከታታይ መጣጥፎች የሲሙሊንክ መሳሪያዎችን በመጠቀም የPID መቆጣጠሪያዎችን የሚያስተካክሉ አውቶማቲክ መንገዶችን ያብራራሉ፡-

• PID መቃኛ
• ምላሽ አመቻች
• የመቆጣጠሪያ ስርዓት መቃኛ,
• የድግግሞሽ ምላሽ የተመሠረተ PID መቃኛ፣
• የተዘጋ-ሉፕ PID አውቶማቲክ።

የቁጥጥር ስርዓቱ ነገር በዲሲ ሞተር ላይ የተመሠረተ የኤሌክትሪክ ድራይቭ በቋሚ ማግኔቶች የተደሰተ ፣ ከማርሽ ሳጥን ጋር አብሮ ለመስራት የማይነቃነቅ ጭነት ፣ ከሚከተሉት መለኪያዎች ጋር።

• የሞተር አቅርቦት ቮልቴጅ, ;
• የሞተር ትጥቅ ጠመዝማዛ ንቁ መቋቋም ፣ ;
• የሞተር ትጥቅ ጠመዝማዛ ምላሽ ሰጪ ምላሽ ፣ ;
• የሞተር ጉልበት መጠን, ;
• የሞተር rotor inertia ቅጽበት ፣ .

የመጫኛ እና የማርሽ ሳጥን መለኪያዎች፡-

• የጭነቱ ጉልበት ጊዜ ፣ ;
• የማርሽ ጥምርታ፣ .

ጽሑፎቹ በተግባር የሂሳብ ቀመሮችን አልያዙም ፣ ሆኖም አንባቢው በ አውቶማቲክ ቁጥጥር ፅንሰ-ሀሳብ ውስጥ መሰረታዊ እውቀት ፣ እንዲሁም የቀረበውን ቁሳቁስ ለመረዳት በሲሙሊንክ አከባቢ ውስጥ ሞዴሊንግ የማድረግ ልምድ ያለው መሆኑ የሚፈለግ ነው።

የስርዓት ሞዴል

የ servo ኤሌክትሪክ ድራይቭ የማዕዘን ፍጥነት ለማግኘት መስመራዊ ቁጥጥር ሥርዓት እንመልከት, ከዚህ በታች ቀርቧል ይህም ቀላል የማገጃ ዲያግራም.

በተሰጠው መዋቅር መሰረት, በሲሙሊንክ አከባቢ ውስጥ የእንደዚህ አይነት ስርዓት ሞዴል ተሠርቷል.

የኤሌክትሪክ አንፃፊ ሞዴሎች (የኤሌክትሪክ አንቀሳቃሽ ንዑስ ስርዓት) እና የማይነቃነቅ ጭነት (የጭነት ንዑስ ስርዓት) አካላዊ ሞዴሊንግ ቤተ-መጽሐፍት ብሎኮችን በመጠቀም ተፈጥረዋል ። Simscape:

• የኤሌክትሪክ ድራይቭ ሞዴል ፣

• የማይነቃነቅ ጭነት ሞዴል.

የኤሌክትሪክ አንፃፊ እና የጭነት ሞዴሎች እንዲሁ የተለያዩ አካላዊ መጠኖች ዳሳሽ ንዑስ ስርዓቶችን ያካትታሉ።

• በሞተሩ ትጥቅ ጠመዝማዛ ውስጥ የሚፈሰው ወቅታዊ (ንዑስ ስርዓት A) ፣

• በመጠምዘዝ ላይ ያለው ቮልቴጅ (ንዑስ ስርዓት V) ፣

• የመቆጣጠሪያው ነገር የማዕዘን ፍጥነት (ንዑስ ስርዓት Ω).

የ PID መቆጣጠሪያውን መለኪያዎች ከማዘጋጀትዎ በፊት ፣ የመቆጣጠሪያውን የማስተላለፊያ ተግባር በመቀበል ሞዴሉን ለማስላት እንሞክር ። . የ 150 rpm የግቤት ምልክት የማስመሰል ውጤቶች ከዚህ በታች ይታያሉ።

ከላይ ከተጠቀሱት ግራፎች ትንተና መረዳት እንደሚቻለው፡-

• የመቆጣጠሪያ ስርዓቱ የውጤት ቅንጅት ወደተጠቀሰው እሴት አይደርስም, ማለትም. በስርዓቱ ውስጥ የማይንቀሳቀስ ስህተት አለ።
• በሞተር ጠመዝማዛዎች ላይ ያለው ቮልቴጅ በሲሙሌቱ መጀመሪያ ላይ 150 ቮ እሴት ይደርሳል, ይህም ከጠቋሚው (24 ቮ) የበለጠ የቮልቴጅ አቅርቦት በመኖሩ ምክንያት ወደ ውድቀት ይመራል.

ለአንድ ነጠላ ግፊት የስርዓቱ ምላሽ የሚከተሉትን መስፈርቶች ማሟላት አለበት፡

• ከመጠን በላይ መተኮስ (ከመጠን በላይ መነሳት) ከ 10% አይበልጥም ፣
• የማደግ ጊዜ ከ 0.8 ሰከንድ በታች;
• የመሸጋገሪያ ጊዜ (የማቋቋሚያ ጊዜ) ከ 2 ሴ.

በተጨማሪም ተቆጣጣሪው ለሞተር ጠመዝማዛ የሚሰጠውን ቮልቴጅ በአቅርቦት ቮልቴጅ ዋጋ ላይ መወሰን አለበት.

መቆጣጠሪያውን በማዘጋጀት ላይ

የመቆጣጠሪያው መለኪያዎች መሳሪያውን በመጠቀም የተዋቀሩ ናቸው PID መቃኛ, ይህም በ PID መቆጣጠሪያ ማገጃ ግቤቶች መስኮት ውስጥ በቀጥታ ይገኛል.

አፕሊኬሽኑ የሚጀምረው አንድ ቁልፍ በመጫን ነው። ይቃኙ…በፓነሉ ላይ ይገኛል ራስ-ሰር ማስተካከያ. የመቆጣጠሪያውን መለኪያዎች የማዘጋጀት ደረጃን ከማከናወኑ በፊት የእሱን አይነት (ፒ, ፒአይ, ፒዲ, ወዘተ) እንዲሁም የእሱን አይነት (አናሎግ ወይም ዲስትሪክት) መምረጥ አስፈላጊ መሆኑን ልብ ሊባል የሚገባው ነው.

ከመስፈርቶቹ አንዱ የውጤት መጋጠሚያውን (በሞተር ጠመዝማዛ ላይ ያለውን ቮልቴጅ) መገደብ ስለሆነ የሚፈቀደው የቮልቴጅ መጠን መገለጽ አለበት። ለዚህ:

1. ወደ ትር ይሂዱ የውጤት ሙሌት.
2. ባንዲራውን ጠቅ ያድርጉ ውፅዓት ይገድቡ, በውጤቱም የውጤት እሴት ክልል የላይኛው (የላይኛው ገደብ) እና ዝቅተኛ (ዝቅተኛ ገደብ) ድንበሮችን ለማዘጋጀት መስኮች ነቅተዋል.
3. የክልሎች ወሰኖችን ያዘጋጁ።

የመቆጣጠሪያው ክፍል እንደ የስርዓቱ አካል ትክክለኛ አሠራር የተዋሃደ ሙሌትን ለመዋጋት የታለሙ ዘዴዎችን መጠቀምን ያካትታል። እገዳው ሁለት ዘዴዎችን ተግባራዊ ያደርጋል-የኋላ ስሌት እና መቆንጠጥ. ስለ እነዚህ ዘዴዎች ዝርዝር መረጃ ይገኛል እዚህ. የስልት ምርጫ ተቆልቋይ ሜኑ በፓነሉ ላይ ይገኛል። ፀረ-ነፋስ.

በዚህ ሁኔታ, በሜዳዎች ውስጥ እሴቶችን 24 እና -24 እንጽፋለን የላይኛው ወሰን и ዝቅተኛ ወሰን በዚህ መሠረት, እና እንዲሁም የተዋሃደ ሙሌትን ለማስወገድ የመቆንጠጫ ዘዴን ይጠቀሙ.

የቁጥጥር ማገጃው ገጽታ እንደተለወጠ ሊያስተውሉ ይችላሉ-የሙሌት ምልክት ከእገዳው የውጤት ወደብ አጠገብ ታየ።

በመቀጠል አዝራሩን በመጫን ሁሉንም ለውጦች ይቀበሉ ተግብር, ወደ ትሩ ይመለሱ ዋና እና нажимаем кнопку ይቃኙ…አዲስ የPIDTuner መተግበሪያ መስኮት ይከፍታል።

በመስኮቱ ግራፊክ አካባቢ, ሁለት ጊዜያዊ ሂደቶች ይታያሉ: አሁን ካለው የመቆጣጠሪያው መለኪያዎች ጋር, ማለትም. ላልተዋቀረ ተቆጣጣሪ እና በራስ ሰር ለተመረጡት እሴቶች። አዝራሩን ጠቅ በማድረግ አዲስ የመለኪያ እሴቶች ሊታዩ ይችላሉ። መለኪያዎችን አሳይበመሳሪያ አሞሌው ላይ ይገኛል። አዝራሩን ሲጫኑ ሁለት ሰንጠረዦች ይታያሉ-የተቆጣጣሪው የተመረጡ መለኪያዎች (ተቆጣጣሪዎች መለኪያዎች) እና የሽግግሩ ሂደት ባህሪያት ከተመረጡት መለኪያዎች (አፈፃፀም እና ጥንካሬ) ጋር.

ከሁለተኛው ሠንጠረዥ ዋጋዎች እንደሚታየው, በራስ-ሰር የሚሰላው የመቆጣጠሪያ ቅንጅቶች ሁሉንም መስፈርቶች ያሟላሉ.

የመቆጣጠሪያው መቼት የሚጠናቀቀው አዝራሩን በመጫን በአዝራሩ በቀኝ በኩል ካለው አረንጓዴ ሶስት ማዕዘን ጋር ነው መለኪያዎችን አሳይ, ከዚያ በኋላ አዲሱ የመለኪያ እሴቶች በ PID Controller block parameter settings መስኮት ውስጥ ባሉ ተዛማጅ መስኮች ውስጥ በራስ-ሰር ይቀየራሉ።

ለበርካታ የግብአት ምልክቶች ስርዓትን ከተስተካከለ መቆጣጠሪያ ጋር የማስመሰል ውጤቶች ከዚህ በታች ቀርበዋል. በከፍተኛ የግብአት ምልክት ደረጃዎች (ሰማያዊ መስመር), ስርዓቱ በቮልቴጅ ሙሌት ሁነታ ውስጥ ይሰራል.

የ PID Tuner መሳሪያ በተመጣጣኝ ሞዴል ላይ በመመርኮዝ የመቆጣጠሪያውን ተቆጣጣሪዎች እንደሚመርጥ ልብ ይበሉ, ስለዚህ ወደ መደበኛ ያልሆነ ሞዴል በሚንቀሳቀስበት ጊዜ, መለኪያዎቹን ግልጽ ማድረግ አስፈላጊ ነው. በዚህ አጋጣሚ ማመልከቻውን መጠቀም ይችላሉ ምላሽ አመቻች.

ስነፅሁፍ

1. የPI እና PID ተቆጣጣሪ ማስተካከያ ደንቦች መመሪያ መጽሐፍ። Aidan O'Dwyer
2. MATLAB ፣ Simulink በመጠቀም የፒአይዲ ቁጥጥር ስርዓት ዲዛይን እና አውቶማቲክ ማስተካከያ። ዋንግ ኤል.
3. ጥብቅ ባልሆነ ቅጽ የ PID መቆጣጠሪያ። ካርፖቭ ቪ.ኢ.
4. የ PID መቆጣጠሪያዎች. የትግበራ ጉዳዮች. ክፍሎች 1, 2. Denisenko V.

ምንጭ: hab.com