درک Overshoot in سروو Systems

Overshoot زمانی رخ می دهد که یک سیستم سروو قبل از حل دقیق موقعیت هدف یا سرعت خود را پیش می برد، حتی یک Overshoot کوچک می تواند منجر به موقعیت یابی خطا، نوسانات یا سایش مکانیکی شود. علت ریشه در انرژی ذخیره شده بیش از حد - چه از حرکت، باد جدایی ناپذیر، و یا سودهای نسبی تهاجمی - که حلقه بازخورد نمی تواند به سرعت از بین برود.

کنترل PID و نقش آن در Overshoot

در این میان، کنترل کننده ی محرکی (PID) رایج ترین مکانیسم بازخورد در سیستم های سروو باقی مانده است. اصطلاح متناسب (P به طور مستقیم به خطای فعلی واکنش نشان می دهد؛ پاسخ سریع اما خطرات بیش از حد (F:2[F:2] [FLT [F] پیش بینی می کند که خطای مشتق شده می تواند به طور مداوم از بین برود؛ اما خطای هدایت شده می تواند خطای مخرب باشد.

استراتژی های اولیه برای Zero Overshoot

1- PID دقیق Tuning

تنظیم مناسب اولین خط دفاع است. روش تنظیم زیرکانلر-Nichols یک نقطه شروع کلاسیک است، اما اغلب پاسخ های تهاجمی را با بیش از حد قابل توجه تولید می کند. مهندسان می توانند پارامترهای را با استفاده از روش کوهن-کور برای فرآیندهای با زمان های طولانی مرده اصلاح کنند، یا از بهینه سازی مدرن مبتنی بر نرم افزار (به عنوان مثال، بهینه سازی ذرات یا الگوریتم های ژنتیکی) برای به حداقل رساندن آن دستی ارزشمند استفاده کنند:

  • کاهش سود متناسب ( [FLT1] [FLT1] برای کاهش پاسخ خطا اولیه.
  • افزایش بهره وری ( [FLT1] [FLT1] برای ارائه عمل ترمز به عنوان سیستم به نقطه عطف نزدیک است.
  • پس از آن، به سود خود ادامه دهید ([۱۰]؛ [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳]] [۳] [۳] [۳] [۳]] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۵] [۵] [۳۲] [۵] [۳۲] [۵] [۳۲] [۵] [۵] [بر [براى [براى [بر [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى [براى] [براى [براى [براى [براى [براى [براى] [براى [براى] [براى] [براى] [براى] [براى [براى] [براى [براى] [براى [براى] [براى] [براى]

در این میان، در صورتی که همه چیز به صفر برسد، افزایش یافته است.[۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [۱۰] [۱۰] [۳] [۱۰] تا زمانی که به نظر برسد [و] [به صورت ضعیف [۱۰] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [به صورت ضعیف شدن [و [و [به شدت] پاسخ دادن [به آن [به صورت ضعیف] [به صورت ضعیف است.

۲- کنترل جلو

کنترل پیش رو تغذیه تلاش های محرک مورد نیاز را با استفاده از یک مدل از پویایی سیستم پیش فرض می کند.با اضافه کردن یک مسیر پیش رو (به عنوان مثال، سرعت تغذیه به جلو برای حلقه های موقعیت، شتاب خوراک به جلو برای گشتاور)، کنترل کننده می تواند به طور اختیاری سیگنال کنترل مورد نیاز را تامین کند، اجازه می دهد تا بازخورد فقط بر اصلاح خطاهای باقی مانده تمرکز کند، این کاهش می یابد زیرا سیستم به طور کامل به اجرای خطای رایج متکی نیست:

  • [در این باره] [به صورت مستقیم] به [و] خوراک : [و] یک اصطلاح متناسب با سرعت مطلوب اضافه کنید.
  • [در این باره] [به صورت مستقیم] به [و] غذا می دهد [[۱]]: [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]: [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۵] [۵] [۱] [۱] [۵] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۵] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۱] [۱] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۱] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۱] [۳] [۳] [۳] [۱] [۳] [۱] [
  • [در این باره] [به صورت مستقیم] به [و] خوراک ؛ از مدل پویای معکوس از بار استفاده کنید.

Feed Forward زمانی بهتر عمل می کند که مدل دقیق باشد.در دنیای واقعی مانند اصطکاک، تنوع درون گرایی و غیر خطی باید جبران شود، اغلب با ترکیب خوراک به جلو با روش های سازگار یا یادگیری.

۳- ضد انفجار و مسدود کردن

باد بندی یکپارچه زمانی اتفاق می افتد که اصطلاح جدایی ناپذیر در هنگام اشباع شدن حرکت، خطایی را جمع آوری می کند، و باعث می شود که بیش از حد بزرگ، زمانی که تکنیک های ضد انفجار استاندارد شامل:

  • محاسبات بازگشتی ؛ هنگامی که خروجی اشباع می شود، اصطلاح جدایی ناپذیر با استفاده از تفاوت بین خروجی واقعی و غیر اشباع شده محاسبه می شود.
  • [[۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱]]: [در قیامت] در [و] [برج] سرکشی [برج] خاموش می شود و تنها زمانی که خطا در داخل یک کشتی مرده است، دوباره فعال می شود.
  • [[۱]:۰ [۱] [۱] [۱]: [۱] [۱]] [۱] [۱]] [۱] [۱]] [۱]]: [۱] [۱۰] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱]]] [۱] [۱]] [۱] [۱]] [۱]]]]] [۱]]]] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]]]] [۱] [۱]]] [۱] [۱

علاوه بر این، مسدود کردن سیگنال کنترل کلی (فلاک خروجی) از سیستم جلوگیری می کند تا گشتاور بیشتری نسبت به راننده تحویل دهد، کاهش بیش از حد در طول ترانس های سریع.

استراتژی های پیشرفته برای Zero Overshoot

کنترل PID Adaptive

در سیستم هایی با پویایی زمان متغیر (به عنوان مثال، تغییر در داخله بار، اصطکاک یا دما)، سودهای PID ثابت ممکن است در برخی شرایط بیش از حد برش ایجاد کنند.کنترل Adaptive پارامترهای PID را در زمان واقعی بر اساس شناسایی سیستم یا معیارهای عملکرد اصلاح می کند: دو روش رایج عبارتند از:

  • ] برنامه ریزی : سودهای پیش فرض برای رژیم های مختلف عملیاتی (به عنوان مثال، پایین در مقابل سرعت بالا).
  • مدل مرجع کنترل انطباق (MRAC): تلاش های کنترل کننده برای رفتار سروو مانند یک مدل مرجع با ویژگی های بیش از حد مطلوب به دست آوردن توسط یک قانون سازگاری هدایت شده توسط خطا بین خروجی سیستم و خروجی مدل.

هنگامی که به درستی اجرا شود، یک PID سازگار می تواند صفر را در طیف وسیعی از شرایط حفظ کند.

کنترل پیش بینی مدل (MPC)

کنترل پیش بینی مدل از یک مدل پویا از سیستم سروو برای پیش بینی خروجی های آینده در یک افق و محاسبه ورودی های کنترل بهینه استفاده می کند.با حل یک مشکل بهینه سازی محدود در هر مرحله زمانی، MPC می تواند به طور واضح محدودیت هایی را در مورد بیش از حد، شتاب و محرک بر خلاف PID اعمال کند که واکنش به خطاهای گذشته، برنامه های MPC پیش از سیستم های سروو، یک MPC ساده با یک تابع کاملاً چهار برابر از بین بردن هزینه های معمول می تواند از بین ببرد:

  • [در این باره] [در این باره] [[[[۱]] [۱۰]] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۳] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [
  • [در این میان] [در برابر [و] [به طور مثال]، [به صورت]، [2 ] [[ [2 ] [[ [2 ] [ [1 ] [ [ ] [ [ ] [ [ ] [ [ ] [ ] [ [ ] [ ] [ [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ [ ] [ [ ] [ ] [ ] [ ] [ [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] ] ] ] ] [ ] [ ] ] ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] ] [ ] [ ] [ ] ] ] ] ] ] [ ] [ ] [ ] [ ] ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] ] ] ] ] ] [ ] ] ] ] ] ] ] ] [ ] [ ]
  • [در این میان] [در این میان] [بر روی] [و [از روی] [و]] [در] [و [در]] [بر روی] [و]]] [و [در]]] [و [در]]]] [بر [و]]] [و [به]]] [و [به]]] [و [و [به]] [و [و]]] [و [و [و [و]]]] [به [و [و [و [به [و]]]] [به [و]]]]]]]]]] [و [و [و [و [و]]]]]]]]] [و [بر [به [بر [بر [بر [بر [بر [و [و [بر [و [و [و [و [بر [و]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [و [بر [بر [بر [بر [بر [بر [بر [و [بر [بر [و [بر [بر [

MPC بسیار سنگین تر از PID است اما با میکروکنترلرهای مدرن (به عنوان مثال، FPGA ها، DSP ها) امکان پذیر است.این به طور گسترده در مراحل حرکت با دقت بالا و رباتیک استفاده می شود.

کنترل های آبشاری

کنترل آبشار از حلقه های بازخورد چندگانه استفاده می کند.در یک آبشار معمولی سروو، یک حلقه داخلی (در حال حاضر /torque) در داخل یک حلقه سرعت است که در داخل یک حلقه موقعیت قرار دارد. Tuning هر حلقه به طور جداگانه حلقه های داخلی را قادر می سازد تا سریع تر پاسخ دهند، کاهش بیش از حد در موقعیت صنعتی خارجی.

۴- مشاهده کننده های اختلال (DOB)

یک ناظر اختلال، نیروهای خارجی و تغییرات پارامتر سیستم (به عنوان مثال، اصطکاک، گشتاور انقباض) را برآورد می کند و یک سیگنال جبران کننده را به حلقه کنترل تزریق می کند.با لغو اختلالات قبل از اینکه آنها بر خروجی تأثیر بگذارند، DOB بار را در بازخوردهای PID کاهش می دهد، در نتیجه به حداقل رساندن بیش از حد عیب یابی، DOB اساسا به عنوان یک فید پیش فرض از اختلال تخمین زده شده می تواند استفاده از یک فیلتر کم برای جلوگیری از فیلتر کردن صدا را انجام دهد.

مدل سازی سیستم و شناسایی

تمام استراتژی های پیشرفته – به ویژه تغذیه، MPC و کنترل تطبیقی – به طور دقیق بر روی یک مدل دقیق از سیستم سروو.ک شناسایی مدل شامل اندازه گیری پاسخ فرکانس سیستم یا پاسخ مرحله ای و پارامترهای مناسب مانند Inertia، مرطوب کردن و اصطکاک است. سیگنال های سفید یا chirp معمولا برای شناسایی سیستم استفاده می شود.

عملی عملی عملی

حتی با تنظیم ایده آل و استراتژی، عوامل دنیای واقعی می توانند دوباره به مرحله ی زیر باز گردند:

  • سر و صدا : عمل مشتق شده سر و صدا را تقویت می کند، باعث چت و بیش از حد عیب و نقص است. (به عنوان مثال، کم تحرک در اصطلاح مشتق شده یا در بازخورد سرعت).
  • اشباع ذخیره سازی [FLT 1]: محدود کردن گشتاور یا سرعت.
  • ضرب و شتم و تاخیر [FLT 1]: بر MPC و حلقه های سازگار استفاده از نرخ نمونه ثابت و زمان بندی مناسب.
  • [[۱] [۱۰] [۱]: [۱] [۱۰]: [۱] [۱]]- [۱]: [۱]-] اصطکاک و کرم (هشت) باعث لغزش در مکان های کم می شود.
  • تأخیر ارتباط ؛ در سیستم های مبتنی بر شبکه یا EtherCAT، تاخیر می تواند حلقه را بی ثبات کند.استفاده از داده های زمان و فیلترهای پیش بینی کننده.

نتیجه گیری

دستیابی به صفر در سیستم های سروو کنترل شده با PID یک تکنیک واحد نیست، بلکه ترکیبی از تنظیم مناسب، جبران پیش رو، ضدwindup و روش های پیشرفته مانند کنترل تطبیقی یا MPC است که انتخاب بستگی به پیچیدگی سیستم، منابع محاسباتی و دقت مورد نیاز دارد. مهندسین باید با تنظیم قوی و ضدwind شروع کنند، سپس لایه جلو تغذیه و در نهایت یک پیش بینی یا پیش بینی برای افزایش سیستم های دقیق و دقیق، بدون نیاز به طور دقیق سیستم های کنترل، بدون دقت.

در ادامه بخوانید: [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰] [۳] [۲] [۳] [۳] [۳] و ماتکارها [[۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [۳]