PID கன்ட்ரோலர்களை அமைத்தல்: பிசாசு அவனைப் போல் பயமுறுத்துகிறதா? பகுதி 1. ஒற்றை-சுற்று அமைப்பு

இந்தக் கட்டுரை சிமுலிங்க் சூழலில் PID கன்ட்ரோலர்களைச் சரிசெய்வதற்கான தானியங்கு முறைகளுக்கு அர்ப்பணிக்கப்பட்ட கட்டுரைகளின் வரிசையைத் தொடங்குகிறது. PID ட்யூனர் பயன்பாட்டுடன் எவ்வாறு செயல்படுவது என்பதை இன்று கண்டுபிடிப்போம்.

அறிமுகம்

மூடிய-லூப் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளில் தொழில்துறையில் பயன்படுத்தப்படும் மிகவும் பிரபலமான வகை கட்டுப்படுத்திகள் PID கட்டுப்படுத்திகளாக கருதப்படலாம். பொறியாளர்கள் தங்கள் மாணவர் நாட்களிலிருந்தே கட்டுப்படுத்தியின் கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டுக் கொள்கையை நினைவில் வைத்திருந்தால், அதன் கட்டமைப்பு, அதாவது. கட்டுப்படுத்தி குணகங்களின் கணக்கீடு இன்னும் ஒரு பிரச்சனை. வெளிநாட்டு (உதாரணமாக, [1, 2]) மற்றும் உள்நாட்டு (உதாரணமாக, [3, 4]) பெரிய அளவிலான இலக்கியங்கள் உள்ளன, அங்கு கட்டுப்பாட்டாளர்களின் சரிசெய்தல் தானியங்கி கட்டுப்பாட்டு கோட்பாட்டின் மிகவும் சிக்கலான மொழியில் விளக்கப்பட்டுள்ளது.

சிமுலிங்க் கருவிகளைப் பயன்படுத்தி PID கன்ட்ரோலர்களை டியூன் செய்வதற்கான தானியங்கு வழிகளை இந்தத் தொடர் கட்டுரைகள் விவரிக்கும்:

• PID ட்யூனர்
• ரெஸ்பான்ஸ் ஆப்டிமைசர்
• கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு ட்யூனர்,
• அதிர்வெண் மறுமொழி அடிப்படையிலான PID ட்யூனர்,
• மூடிய-லூப் PID ஆட்டோட்யூனர்.

கட்டுப்பாட்டு அமைப்பின் பொருள் நிரந்தர காந்தங்களால் தூண்டப்பட்ட டிசி மோட்டாரை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு மின்சார இயக்கி, பின்வரும் அளவுருக்களுடன் செயலற்ற சுமைக்கான கியர்பாக்ஸுடன் ஒன்றாக வேலை செய்யும்:

• மோட்டார் விநியோக மின்னழுத்தம், ;
• மோட்டார் ஆர்மேச்சர் முறுக்கு செயலில் எதிர்ப்பு, ;
• மோட்டார் ஆர்மேச்சர் முறுக்கின் தூண்டல் எதிர்வினை, ;
• இயந்திர முறுக்கு குணகம், ;
• மோட்டார் ரோட்டரின் மந்தநிலையின் தருணம், .

சுமை மற்றும் கியர்பாக்ஸ் அளவுருக்கள்:

• சுமையின் மந்தநிலையின் தருணம், ;
• பற்சக்கர விகிதம், .

கட்டுரைகளில் நடைமுறையில் கணித சூத்திரங்கள் இல்லை, இருப்பினும், வாசகருக்கு தானியங்கி கட்டுப்பாடு கோட்பாட்டில் அடிப்படை அறிவும், முன்மொழியப்பட்ட பொருளைப் புரிந்துகொள்ள சிமுலிங்க் சூழலில் மாடலிங் அனுபவமும் இருப்பது விரும்பத்தக்கது.

கணினி மாதிரி

சர்வோ எலக்ட்ரிக் டிரைவின் கோணத் திசைவேகத்திற்கான நேரியல் கட்டுப்பாட்டு அமைப்பைக் கருத்தில் கொள்வோம், அதன் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட தொகுதி வரைபடம் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளது.

கொடுக்கப்பட்ட கட்டமைப்பிற்கு இணங்க, சிமுலின்க் சூழலில் அத்தகைய அமைப்பின் மாதிரி கட்டப்பட்டது.

மின்சார இயக்கி (எலக்ட்ரிக் ஆக்சுவேட்டர் துணை அமைப்பு) மற்றும் செயலற்ற சுமை (சுமை துணை அமைப்பு) ஆகியவற்றின் மாதிரிகள் இயற்பியல் மாதிரியாக்க நூலகத் தொகுதிகளைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டன. சிம்ஸ்கேப்:

• மின்சார இயக்கி மாதிரி,

• செயலற்ற சுமை மாதிரி.

எலக்ட்ரிக் டிரைவ் மற்றும் லோட் மாடல்களில் பல்வேறு உடல் அளவுகளின் சென்சார் துணை அமைப்புகளும் அடங்கும்:

• மோட்டாரின் ஆர்மேச்சர் முறுக்கில் பாயும் மின்னோட்டம் (துணை அமைப்பு A),

• அதன் முறுக்கு மின்னழுத்தம் (துணை அமைப்பு V),

• கட்டுப்பாட்டு பொருளின் கோண வேகம் (துணை அமைப்பு Ω).

PID கட்டுப்படுத்தியின் அளவுருக்களை அமைப்பதற்கு முன், கன்ட்ரோலரின் பரிமாற்ற செயல்பாட்டை ஏற்று, கணக்கீட்டிற்கான மாதிரியை இயக்குவோம் . 150 rpm இன் உள்ளீட்டு சமிக்ஞைக்கான உருவகப்படுத்துதல் முடிவுகள் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளன.

மேலே உள்ள வரைபடங்களின் பகுப்பாய்விலிருந்து இது தெளிவாகிறது:

• கட்டுப்பாட்டு அமைப்பின் வெளியீட்டு ஒருங்கிணைப்பு குறிப்பிட்ட மதிப்பை அடையவில்லை, அதாவது. கணினியில் நிலையான பிழை உள்ளது.
• மோட்டார் முறுக்குகளில் உள்ள மின்னழுத்தம் உருவகப்படுத்துதலின் தொடக்கத்தில் 150 V இன் மதிப்பை அடைகிறது, இது அதன் முறுக்குகளுக்கு பெயரளவு (24 V) விட அதிகமான மின்னழுத்தத்தை வழங்குவதன் காரணமாக அதன் தோல்விக்கு வழிவகுக்கும்.

ஒரு தூண்டுதலுக்கான கணினியின் பதில் பின்வரும் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்:

• ஓவர்ஷூட் (ஓவர்ஷூட்) 10% க்கு மேல் இல்லை,
• எழுச்சி நேரம் 0.8 வினாடிக்கும் குறைவாக,
• நிலையற்ற நேரம் (செட்டில் செய்யும் நேரம்) 2 வினாடிகளுக்கும் குறைவானது.

கூடுதலாக, சீராக்கி மோட்டார் முறுக்குக்கு வழங்கப்பட்ட மின்னழுத்தத்தை விநியோக மின்னழுத்தத்தின் மதிப்புக்கு கட்டுப்படுத்த வேண்டும்.

கட்டுப்படுத்தியை அமைத்தல்

கருவியைப் பயன்படுத்தி கட்டுப்படுத்தி அளவுருக்கள் கட்டமைக்கப்படுகின்றன PID ட்யூனர், இது நேரடியாக PID கன்ட்ரோலர் தொகுதி அளவுருக்கள் சாளரத்தில் கிடைக்கும்.

ஒரு பொத்தானை அழுத்துவதன் மூலம் பயன்பாடு தொடங்கப்பட்டது டியூன்…பேனலில் அமைந்துள்ளது தானியங்கி டியூனிங். கட்டுப்படுத்தி அளவுருக்களை அமைப்பதற்கு முன், அதன் வகை (பி, பிஐ, பிடி, முதலியன) மற்றும் அதன் வகை (அனலாக் அல்லது தனித்தன்மை) ஆகியவற்றைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டியது அவசியம் என்பதைக் குறிப்பிடுவது மதிப்பு.

தேவைகளில் ஒன்று அதன் வெளியீட்டு ஒருங்கிணைப்பை (மோட்டார் முறுக்கு மீது மின்னழுத்தம்) கட்டுப்படுத்துவது என்பதால், அனுமதிக்கப்பட்ட மின்னழுத்த வரம்பைக் குறிப்பிட வேண்டும். இதற்காக:

1. தாவலுக்குச் செல்லவும் வெளியீடு செறிவு.
2. கொடி பொத்தானை கிளிக் செய்யவும் வரம்பு வெளியீடு, இதன் விளைவாக, வெளியீட்டு மதிப்பு வரம்பின் மேல் (மேல் வரம்பு) மற்றும் கீழ் (குறைந்த வரம்பு) எல்லைகளை அமைப்பதற்கான புலங்கள் செயல்படுத்தப்படுகின்றன.
3. வரம்பு எல்லைகளை அமைக்கவும்.

அமைப்பின் ஒரு பகுதியாக சீராக்கி அலகு சரியான செயல்பாடு ஒருங்கிணைந்த செறிவூட்டலை எதிர்த்துப் போராடுவதை நோக்கமாகக் கொண்ட முறைகளைப் பயன்படுத்துகிறது. தொகுதி இரண்டு முறைகளை செயல்படுத்துகிறது: பின்-கணக்கீடு மற்றும் கிளாம்பிங். இந்த முறைகள் பற்றிய விரிவான தகவல்கள் அமைந்துள்ளன இங்கே. முறை தேர்வு கீழ்தோன்றும் மெனு பேனலில் அமைந்துள்ளது எதிர்ப்பு காற்று.

இந்த வழக்கில், புலங்களில் 24 மற்றும் -24 மதிப்புகளை எழுதுவோம் உயர் வரம்பு и கீழ் எல்லை அதன்படி, மேலும் ஒருங்கிணைந்த செறிவூட்டலை அகற்ற கிளாம்பிங் முறையைப் பயன்படுத்தவும்.

ரெகுலேட்டர் தொகுதியின் தோற்றம் மாறியிருப்பதை நீங்கள் கவனிக்கலாம்: தொகுதியின் வெளியீட்டு துறைமுகத்திற்கு அடுத்ததாக ஒரு செறிவூட்டல் அடையாளம் தோன்றியது.

அடுத்து, பொத்தானை அழுத்துவதன் மூலம் அனைத்து மாற்றங்களையும் ஏற்கவும் விண்ணப்பிக்க, தாவலுக்குத் திரும்பு முதன்மைக் нажимаем кнопку டியூன்…, இது புதிய PIDTuner பயன்பாட்டு சாளரத்தைத் திறக்கும்.

சாளரத்தின் வரைகலை பகுதியில், இரண்டு நிலையற்ற செயல்முறைகள் காட்டப்படும்: கட்டுப்படுத்தியின் தற்போதைய அளவுருக்கள், அதாவது. கட்டமைக்கப்படாத கட்டுப்படுத்தி மற்றும் தானாகவே தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட மதிப்புகளுக்கு. பொத்தானைக் கிளிக் செய்வதன் மூலம் புதிய அளவுரு மதிப்புகளைக் காணலாம் அளவுருக்களைக் காட்டுகருவிப்பட்டியில் அமைந்துள்ளது. நீங்கள் பொத்தானை அழுத்தினால், இரண்டு அட்டவணைகள் தோன்றும்: கட்டுப்படுத்தியின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அளவுருக்கள் (கட்டுப்பாட்டு அளவுருக்கள்) மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அளவுருக்கள் (செயல்திறன் மற்றும் வலிமை) உடன் நிலையற்ற செயல்முறையின் பண்புகளின் மதிப்பீடுகள்.

இரண்டாவது அட்டவணையின் மதிப்புகளிலிருந்து பார்க்க முடிந்தால், தானாகவே கணக்கிடப்பட்ட கட்டுப்படுத்தி குணகங்கள் அனைத்து தேவைகளையும் பூர்த்தி செய்கின்றன.

பொத்தானின் வலதுபுறத்தில் அமைந்துள்ள பச்சை முக்கோணத்துடன் கூடிய பொத்தானை அழுத்துவதன் மூலம் சீராக்கி அமைப்பு முடிக்கப்படுகிறது அளவுருக்களைக் காட்டு, அதன் பிறகு புதிய அளவுரு மதிப்புகள் PID கன்ட்ரோலர் தொகுதி அளவுரு அமைப்புகள் சாளரத்தில் தொடர்புடைய புலங்களில் தானாகவே மாறும்.

பல உள்ளீட்டு சிக்னல்களுக்கு டியூன் செய்யப்பட்ட கன்ட்ரோலருடன் கணினியை உருவகப்படுத்துவதன் முடிவுகள் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளன. உயர் உள்ளீட்டு சமிக்ஞை நிலைகளில் (நீலக் கோடு), கணினி மின்னழுத்த செறிவூட்டல் பயன்முறையில் செயல்படும்.

PID ட்யூனர் கருவியானது ஒரு நேர்கோட்டு மாதிரியின் அடிப்படையில் கட்டுப்படுத்தி குணகங்களைத் தேர்ந்தெடுக்கிறது என்பதை நினைவில் கொள்ளவும், எனவே நேரியல் அல்லாத மாதிரிக்கு நகரும் போது, ​​அதன் அளவுருக்களை தெளிவுபடுத்துவது அவசியம். இந்த வழக்கில், நீங்கள் பயன்பாட்டைப் பயன்படுத்தலாம் ரெஸ்பான்ஸ் ஆப்டிமைசர்.

இலக்கியம்

1. PI மற்றும் PID கன்ட்ரோலர் டியூனிங் விதிகளின் கையேடு. எய்டன் ஓ'ட்வயர்
2. MATLAB, Simulink ஐப் பயன்படுத்தி PID கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு வடிவமைப்பு மற்றும் தானியங்கி டியூனிங். வாங் எல்.
3. கண்டிப்பான வடிவத்தில் PID கட்டுப்பாடு. கார்போவ் வி.இ.
4. PID கட்டுப்படுத்திகள். செயல்படுத்தல் சிக்கல்கள். பாகங்கள் 1, 2. டெனிசென்கோ வி.

ஆதாரம்: www.habr.com