Wie wird die PIV-Kontrolle durchgeführt?

Ich erwäge, mit PIV-Steuerung anstelle von PID-Steuerung zu experimentieren. Im Gegensatz zu PID hat die PIV-Steuerung im Internet und in der Literatur nur sehr wenige Erklärungen. Es gibt fast eine einzige Informationsquelle, die die Methode erklärt. Dies ist ein technisches Dokument von Parker Motion .

Was ich aus dem Steuermethodendiagramm (das sich in der Laplace-Domäne befindet) verstehe, ist, dass sich die Steuerausgabe auf die Summe von:

Kpp * (Integral des Positionsfehlers)
-Kiv * (Integral der gemessenen Geschwindigkeit)
-Kpv * (gemessene Geschwindigkeit)

Hab ich recht? Vielen Dank.

control otherservos pid

— Ayberk Özgür
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Ich habe noch nie davon gehört und ehrlich gesagt ist das Akronym ziemlich seltsam. Wenn Sie über Positionssteuerung sprechen, wäre die Geschwindigkeit dann nicht die gleiche wie die Ableitung? Was ich interessant finde, ist, dass das Integral des Positionsfehlers nicht vorhanden ist. Es ist also so, als hätten Sie einen PD-Controller mit zwei Quellen für Positionsinformationen (gemessene Position und Integral der Geschwindigkeit). Könnten Sie den Artikel verlinken, damit wir Ihre Frage beantworten können?

— Georgebrindeiro

Die PIV-Steuerung wird hier erklärt: parkermotion.com/whitepages/ServoFundamentals.pdf

— Ayberk Özgür

Dies ist im Grunde eine Form von kaskadierten Controllern. Hier ein wenig erklärt: en.wikipedia.org/wiki/PID_controller#Cascade_control

— Guy Sirton

Antworten:

Mir scheint, es gibt drei grundlegende Unterschiede zwischen der klassischen PID-Topologie und der im Whitepaper erwähnten sogenannten PIV-Topologie:

Es wird angenommen, dass die gewünschte Geschwindigkeit proportional zum Positionsfehler ist, der -Term regelt dies. $K_p$
Die integrale Fehlerverstärkung zum Entfernen von stationären Fehlern in der Geschwindigkeit und nicht in der Position. Das ist jedoch im Wesentlichen das Gleiche, was an Punkt 1 liegt. $K_i$
Die Geschwindigkeitsschätzung wird direkt durch den -Term geleitet (anstatt die Ableitung des Positionsfehlers zu berücksichtigen). $K_v$

In der Veröffentlichung wird behauptet, dass der Hauptvorteil dieser Topologie darin besteht, dass die Abstimmung einfacher ist.

Der Ausgang des Reglers setzt sich wie folgt zusammen:

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

Da Sie dies wahrscheinlich programmieren werden, wird das Integral natürlich wie folgt durch eine Akkumulatorvariable ersetzt:

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

— Georgebrindeiro
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Die geschätzte Winkelgeschwindigkeit

hat seinen eigenen Koeffizient

wahr?

\hat{ω}

$\hat{\omega}$

K_{p v}

$K_{pv}$

— Ayberk Özgür

Ich vermute auch, dass PIV in der Praxis nicht sehr nützlich ist und daher nicht beliebt ist.

— Ayberk Özgür

Ja, du hast recht, ich habe vergessen, das hinzuzufügen. Ich weiß nicht, ob das Problem so nützlich ist ... Es ist in der Standardliteratur einfach nicht zu finden, obwohl es gerechtfertigt ist. Es ist wahrscheinlich etwas, das intern entwickelt wurde, weil es ihren Bedürfnissen entsprach, aber es unterscheidet sich nicht allzu sehr von PID.

— Georgebrindeiro

Wir verwenden PIV, um ein Rad in einem Radsystem mit Beinen zu regulieren. Aufgrund der (unregelmäßigen) Form des Rades ist die Position wichtig. In normalen Situationen möchten Sie jedoch die Geschwindigkeit regulieren. PIV berücksichtigte beides und lieferte bessere Ergebnisse als PID.

— Sylvain.joyeux

@ AyberkÖzgür Nahezu alle kommerziellen Motion Control-Systeme verwenden eine Variation von kaskadierenden PID-Reglern, die dieser ähneln. ZB Parker, Baldor, ACS, Copely, ACS, Delta-Tau ... Diese Art von Positionsregelkreis mit nur proportionaler Verstärkung über einen PI-Geschwindigkeitsregelkreis ist sehr verbreitet, aber verschiedene Anbieter haben sicherlich ihre eigenen geringfügigen Abweichungen. Ein System hat normalerweise auch eine Stromschleife und verschiedene Feed-Forward-Komponenten. Es ist wahr, dass es in Hobbykreisen weniger populär ist, weil Leistung weniger ein Problem als Einfachheit ist.

— Guy Sirton

Ein PID-Regelkreis und ein sogenannter PIV-Regelkreis mit gleichen Verstärkungen sollten auf eine Störung gleich reagieren. Ich bin mir also nicht sicher, warum die Behauptung, dass die Störungsreaktion besser oder schlechter ist, so ist.

Wie bereits erwähnt, ist der abgeleitete "Kick" geringer, was eine gute Sache sein kann, wenn Sie dem Ding scharfe Eingaben geben.

Darüber hinaus kann die Integratorsättigung einige Vorteile mit sich bringen, je nachdem, wie Sie Ihr Anti-Windup implementieren.

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}

$k_{fx}$

Wenn Sie alle Vorwärts- und Rückwärtsverstärkungen gleich einstellen, erhalten Sie eine einfache alte PID, während Sie einstellen $k_{bp}=0$ and $k_{bd}=0$ gets you the so-called "PIV" controller.

— TimWescott
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Bist du sicher, Tim? Siehe hier Seite 3-26. Web.stanford.edu/class/archive/ee/ee392m/ee392m.1056/… Dies entspricht im Wesentlichen der gleichen Konfiguration Schleife über Position? Zumindest würde man denken, was in der "Geschwindigkeits" -Schätzer-Box wichtig ist. Und wenn sie gleichwertig sind, warum scheinen sich alle mit Kaskadenreglern für die Bewegungssteuerung zu beschäftigen?

— Guy Sirton

In der Industrie wird diese Art der Steuerung immer noch allgemein als PID-Steuerung bezeichnet, und ich habe viele Anwendungen davon gesehen. Der Hauptvorteil ergibt sich aus der Tatsache, dass der durch eine abrupte Änderung des Sollwerts verursachte "Ableitungsstoß" beseitigt wird und somit für Anwendungen nützlich ist, bei denen die Sollwertverfolgung am wichtigsten ist (anstatt eine schnelle Störungsunterdrückung). Siehe http://www.controlguru.com/wp/p76.html .

Das Bild zeigt den Unterschied im abgeleiteten Kick von PID und PIV. Http://controlguru.com/wp-content/uploads/2015/08/pidkickbig.jpg

— ddevaz
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— Ihrer Information