Как осуществляется контроль PIV?

Я рассматриваю возможность экспериментов с PIV-контролем вместо PID-контроля. В отличие от PID, контроль PIV имеет очень мало объяснений в Интернете и литературе. Существует почти единственный источник информации, объясняющий метод, который является техническим документом Parker Motion .

Что я понимаю из схемы метода управления (которая находится в области Лапласа), так это то, что выходной сигнал управления сводится к сумме:

Kpp * (интеграл от ошибки положения)
-Кив * (интеграл от измеренной скорости)
-Kpv * (измеренная скорость)

Я прав? Спасибо.

control otherservos pid

— Айберк Озгюр
источник

Я никогда не слышал о таких вещах, и, если честно, аббревиатура довольно странная. Если вы говорите об управлении положением, разве скорость не будет такой же, как у производной? Что мне кажется интересным, так это то, что интеграл от ошибки положения отсутствует, так что, как если бы у вас был контроллер PD с двумя источниками информации о положении (измеренное положение и интеграл от скорости). Не могли бы вы связать статью, чтобы мы могли ответить на ваш вопрос?

— Георгибриндейро

Управление PIV объясняется здесь: parkermotion.com/whitepages/ServoFundamentals.pdf

— Ayberk Özgür

Это в основном форма каскадных контроллеров. Немного объяснено здесь: en.wikipedia.org/wiki/PID_controller#Cascade_control

— Гай Сиртон,

Ответы:

Мне кажется, что есть три основных различия между классической PID-топологией и так называемой PIV-топологией, упомянутой в техническом документе:

Предполагается, что желаемая скорость пропорциональна погрешности положения, термин регулирует это. $K_p$
Коэффициент интегральной погрешности работает для устранения ошибок стационарного состояния по скорости, а не по положению. Это, по сути, одно и то же из-за пункта № 1. $K_i$
Оценка скорости подается непосредственно через член (вместо рассмотрения производной ошибки положения). $K_v$

В статье утверждается, что главное преимущество этой топологии в том, что ее проще настраивать.

Выход контроллера формируется следующим образом:

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

Конечно, так как вы, вероятно, будете программировать это, интеграл заменяется переменной-аккумулятором следующим образом:

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

— georgebrindeiro
источник

\hat{ω}

$\hat{\omega}$

K_{p v}

$K_{pv}$

Я также предполагаю, что PIV не очень полезен на практике, поэтому не популярен.

— Ayberk Özgür

Да, вы правы, я забыл добавить это. Я не знаю, насколько проблема полезна ... Это просто не встречается в стандартной литературе, хотя и оправданно. Вероятно, это то, что было разработано внутри, потому что оно отвечало их потребностям, но не сильно отличалось от PID.

— Георгбриндейро

мы используем PIV, чтобы регулировать колесо в системе на ножках. Из-за (неправильной) формы колеса положение важно. Однако в нормальных ситуациях вы хотите регулировать скорость. PIV принимал во внимание и дает лучшие результаты, чем PID.

— sylvain.joyeux

@ AyberkÖzgür Практически все коммерческие системы управления движением используют некоторые вариации каскадных ПИД-регуляторов с некоторым сходством с этим. Например, Паркер, Балдор, ACS, Copely, ACS, Delta-Tau ... Этот тип контура пропорционального усиления только по контуру скорости ПИ очень распространен, но у разных поставщиков, конечно, есть свои небольшие различия. Система обычно имеет также токовую петлю и различные компоненты прямой связи. Это правда, что в кругах любителей это менее популярная IMO, потому что производительность менее важна, чем простота.

— Гай Сиртон

Петля PID и так называемая петля PIV с равными коэффициентами усиления должны иметь одинаковую реакцию на помехи, поэтому я не уверен, почему утверждают, что реакция на помехи лучше или хуже.

Как уже упоминалось, производный «удар» будет меньше, что может быть хорошо, если вы дадите этой вещи резкие входные данные.

Кроме того, могут быть некоторые преимущества, связанные с насыщением интегратора, в зависимости от того, как вы реализуете анти-windup.

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
источник

Ты уверен, Тим? См. Здесь стр. 3-26. Web.stanford.edu/class/archive/ee/ee392m/ee392m.1056/…, которая по сути такая же конфигурация ... Итак, вы говорите, что это эквивалентно PID "plain ol" зациклить положение? По крайней мере, вы думаете, что внутри коробки оценки скорости имеет значение. И если они эквивалентны, почему все, кажется, беспокоятся каскадными контроллерами для управления движением?

— Гай Сиртон

В промышленности этот тип управления до сих пор обычно называют ПИД-регулированием, и я видел множество его применений. Его основное преимущество связано с тем, что он устраняет «производный удар», вызванный резким изменением уставки, и, таким образом, полезен для приложений, где отслеживание уставки является наиболее важным (а не быстрое отклонение помех). См. Http://www.controlguru.com/wp/p76.html .

Изображение, показывающее разницу в производных пиках PID и PIV http://controlguru.com/wp-content/uploads/2015/08/pidkickbig.jpg

— ddevaz
источник

К вашему сведению, вторая ссылка не работает ...

— daaxix