כיצד להשתמש ב- Step and בדיקות תגובה אימפולסיביות עבור Pid המונחים: Tuning

מדדים אלה אינם עצמאיים.לדוגמה, עלייה של רווח פרופורציונלי נוטה להפחית את הזמן הגדל, אך להגדיל את משך העודף ואולי ליישב זמן.מבחן התגובה של הצעד מאפשר לך להתבונן בתשלומים אלה בזמן אמת ולהתאים את הרווחים בהתאם.

ביצוע מבחן תגובה צעד בתרגול

כדי לקבל תגובה אמינה צעד, בצע הליך מובנה:

1. (ה)הכניסה של המערכת למצב יציב: ⁇ 1 (האפשרה לתהליך לייצב בנקודת מפנה ראשונית ללא הפרעות.
2. (FLT:0) ליתר שינוי צעד: FLT:1ig או להקטין את נקודת המוצא על ידי גודל שלב שהוא משמעותי מספיק כדי להרגשת המערכת, אך לא כל כך גדול כדי להניע אותה לפעולה לא ליניארית או להפר מגבלות בטיחות.
3. (FLT:0) לתקן את התפוקה: FLT:1hil להשתמש במערכת רכישת נתונים או בקר לכידת התגובה התפוקה מרגע הצעד עד שהמערכת תיישב במלואה.
4. (FLT:0) נזוף התגובה: FLT:1 Plot הפלט לעומת הזמן ומיצוי המדדים המרכזיים המתוארים לעיל. הרבה בקרים מודרניים וכלים תוכנה (למשל, MATLAB) יכולים למקם את אלה באופן אוטומטי.

חשוב לחזור על המבחן בנקודות שונות וכיוונים צעד (למעלה ולמטה) כדי להבטיח התנהגות עקבית.לא לינאריות או היסטריה עלולים לגרום לתגובה להשתנות עם תנאי הפעלה.

תוצאות תגובה ל- PID

ברגע שיש לך את מדדי התגובה של הצעד, אתה יכול לבצע התאמות כוונון מושכלות.ההנחיות הבאות הן נקודות התחלה; כוונון סופי דורש לעתים קרובות הזיכוך הרטיבי:

• (ב) אם הזמן עולה איטי מדי: FLT:1 [הגדל] את הרווח היחסי (Kp) או, אם המערכת כבר oscillatory, לשקול להגדיל את הרווח הנגזר (Kd) לספק יותר לחות ולאפשר ק"פ גבוה יותר.
• (ב) אם יתר על המידה על ידי פתרון יתר: FLT:1ua הקטנת Kp או להגדיל את Kd להוסיף לחיבוק.הפחתת הרווח האינטגראלי (Ki) עשויה גם לעזור, אבל זה יכול להחזיר שגיאות מצב יציב.
• (ב) אם יישב זמן רב: FLT:1cio) מכוונן קי כדי להאיץ את חיסול השגיאה, אך להיות זהירים של רוח אינטגרלית.עלייה מתונה ב KD יכול גם לעזור למערכת להתיישב מהר יותר.
• (ב) אם טעות יציבה של מדינה נמשכת: 1FreaLT (ה) מעלה את קי עד שהטעות בוטלה, קי גבוה מאוד עלול לגרום לתנודות, כך מומלץ להגדיל את צעד קטן.

זכור כי מבחן התגובה צעד לבד לא יכול לחשוף את כל הבעיות הדינמיות, במיוחד אלה הקשורים הפרעות קידוד גבוה או רעש מדידה.זה המקום שבו בדיקת התגובה האימפולסית הופכת לבלתי נסבלת.

מבחן תגובה: מבט עמוק יותר על Dynamics

בעוד תגובה צעד מגלה את התגובה של המערכת לשינוי מתמשך, תגובה אימפולסיבית חלה דופק קצר, עתיר אנרגיה גבוהה ובודקת התגובה החופשית של המערכת לאחר מכן.מבחן זה מדגיש את הדינמיקה הטבעית של המערכת - התדר הטבוע, לחות וצורות מצב - ללא ההשפעה של המשך קלט.בהנדסת בקרה, התגובה הדחף קשורה ישירות לתפקוד המערכת.

מה התגובה האימפולסית מגלה

התגובה האימפולסית מאופיינת בתדר הטבעי של המערכת ( ⁇ n) ויחס לחות ( ⁇ ) פרמטרים אלה קובעים כיצד המערכת מחלחלת לאחר הפרעה:

• (ב) תדירות התדירות:0 (Natural Frequency:FLT:1) תדירות שבה המערכת תרוקן אם לא היה לחות.תדירות טבעית גבוהה יותר מעידה על מערכת מהירה יותר, אך גם כזו שעשויה לדרוש פעולות דגימה מהירה יותר ושליטה.
• (ב) ⁇ :0) , ⁇ ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) [ה]המספרים: [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]]] ה"המעטפה" של הדחף, הדחף, הדחף, מעניקה תובנה לגבי קבוע הזמן הדומיננטי והיעילות של השליטה הנגזרת.

עבור בקרים PID, המונח נגזר פועל כנספח, הוספת תיקון המבוסס על שיעור השינוי של השגיאה.רווח נגזרת ממוונן כראוי יכול להגדיל לחות ולהקטין overshoot, אבל נגזרת לא נכונה מעצימה רעש.מבחן התגובה הדחף עוזר לזהות את האיזון האופטימלי.

ביצוע מבחן אימפולסיבי בבטחה

קלט אימפולסי יכול להיות מאתגר להבין פיזית. במערכות רבות, דחף אמיתי (התחילות על אפס זמן) הוא בלתי אפשרי; במקום זאת, מהנדסים משתמשים דופק קצר של אידוי סופי.משך הדופק צריך להיות הרבה יותר קצר מאשר הזמן הדומיננטי של המערכת - באופן חד-משמעי פחות מ 1/10 של הזמן עלייה.

1. (ב) הבטחת המערכת במצב יציב: ראט'ר 1 (ב) בדומה למבחן שלב.תרשם את קו הבסיס כדי להבחין בתגובת הדחף מרעש.
2. (FLT:0) לכאורה קלט קצר וחד: FIRLT:1 עבור משתנה תהליך, זה יכול להיות פעולה שסתום פתוח-סגורה מהירה, שינוי רגעי בנקודת זמן כי הוא הפוך באופן מיידי, או הזריקה קצרה של אנרגיה. עבור מערכת מכנית, מכה למבנה יכול לשמש דחף.תמיד מכבד גבולות בטיחות - פעולה מרתיעה או מזיזה / זמן.
3. (FLT:0) לתקן את התגובה המלאה: FLT:1 המשך רכישת נתונים עד שהתפוקה חוזרת לקו הבסיס.
4. (ב) ⁇ :0) , ⁇ (ה) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מכיוון שקלטי דחפים קצרים, הבדיקה יכולה לחזור על עצמה במהירות עם הפרעה מינימלית לייצור.זה גורם לבדיקות דחף בעלות ערך עבור אימות כוונון שגרתי.

שימוש ב-Detulse Response for Derivative Tuning

המונח נגזר (Kd) מציג את שלב המוביל, שיפור שולי היציבות וצמצום יתר על המידה.עם זאת, הוא גם מגבר רעש גבוה ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , מבחן התגובה הדחף חושף כיצד המערכת מגיבה לתוכן גבוה קידוד: תגובה אימפולס רועשת מרמז כי המונח הנגזר צריך להיות מוגבל או מסונן.

גישה מעשית אחת היא לבצע מבחן דחף עם רווח נגזרת שנקבע בתחילה אפס.התבונן בתנודות הטבעיות ואת הריקבון שלהם. ואז להגדיל בהדרגה את KD וחזרה על מבחן הדחף.הקד האופטימלי הוא הגיע כאשר התוסצילים הם חרשים ביקורתי (לא overshoot) מבלי לגרום לתגובה להיות מלוטש או רועש.

השוואת צעד לעומת מבחן תגובה אימפולסיבית

כל מבחן מספק מידע ייחודי, ושימוש יחד מעלה תמונה מלאה של דינמיקת המערכת.מבחן התגובה של הצעד הוא הטוב ביותר להערכת התנהגות בתדר נמוך, דיוק יציב של המדינה, ותגובה גדולה של תגובה אימפולס מגלה דינמיקות גבוהות, מצבי טבע, רגישות רעש.

מתי להשתמש בכל שיטת

• (FLT:0) תגובה:ראהFLT:1) השתמש בו עבור כוונון ראשוני לאחר שמערכת המונה, על אימות ביצועי מצב יציב, ועל התאמה של P ואני מרוויח.זה גם השיטה הסטנדרטית עבור Ziegler-Nichols כוונון כללים.
• (ב) [15] ,0) , עיין במונח הנגזר, עבור מערכות עם גמישות משמעותית או התחדשות (למשל, זרועות רובוטיות, מבנים גמישים), ועבור אבחון של חוסר יציבות הנגרמת על ידי התחדשות גבוהה.
• (FLT:0) שימוש מקיף: 1FLT 1 הליך כוונון מקיף עשוי להתחיל עם מבחן שלב כדי לקבל כוונון גס, ולאחר מכן לחדד עם בדיקות דחף כדי להתאים את פעולת הלחות והנגזרה.

שיקולים מעשיים לבדיקות משולבות

כאשר מבצעים את שני הבדיקות, להיות מודע למערכת הלא לינאריות.התגובה של המערכת עשויה להיות שונה עבור צעדים חיוביים לעומת צעדים שליליים, או עבור דחפים גדולים מול דחפים קטנים. הפעל בדיקות במספר נקודות הפעלה ובתנאים שונים של עומס כדי להבטיח שהכוונון הוא חזק.

כמו כן, לשקול את ההשפעה של ריצוף שליטה. הן צעד והן קלטות דחפים יכול לדחוף את הפלט הבקרה נגד גבולותיה.אם השחלה מתרחשת במהלך מבחן, התגובה תהיה לא ליניארית, ואת המדדים המדוייקים עשויים לא לשקף במדויק את המערכת הלינארית.תמיד לבדוק כי אות הבקרה נשאר בתוך גבולות במהלך הבדיקה.

טכניקות מתקדמות ושיקולים

מעבר לניתוח זמן פשוט, תגובות צעד ואימפולס ניתן להפוך למרחב התדר לתובנות עמוקות יותר.ה- Fast Fourier Transform (FFT) של תגובה אימפולסית מניב את הפונקציה תגובה תדירות של המערכת.זה יכול לחשוף התחדשות ורווחים יציבות שאינם ברורים בזמן מעקב. pID יכול להיות מכוון לאחר מכן באמצעות קריטריונים של תדירות-דומיין כגון רווח ורווחי שלב.

רעש רגישות וסינון

שני הבדיקות רגישות לרעש מדידה, אך התגובה האימפולסית, משום שהוא מסתמך על טראנסים קצרים, היא פגיעה במיוחד. רעש יכול להסוות את ההתנהגות האוסיבית האמיתית.

• השתמש מסננים נמוכים על אות המדידה, אך יש להיזהר לא לסנן את הדינמיקה של העניין. הגדר את הפילטר לחתוך לפחות 5 פעמים את התדר הטבעי של המערכת.
• תגובות דחפים מרובות בממוצע מפני הדופקים זהים חוזרים כדי להפחית את הרעש האקראיות.
• השתמש במערכת רכישת נתונים באיכות גבוהה עם מסננים מתאימים נגד הפליה.

כמה בקרים מודרניים מציעים פונקציות מבחן דחפים בנויות אשר באופן אוטומטי לייצר הדופק ומדכאות compute.אם זמין, אלה יכולים לחסוך זמן ולשפר את יכולת ההחזרה.

כלי תוכנה לבדיקות אוטומטיות

מספר סביבות תוכנה לתמוך צעד ותגובה אימפולסית:

• (ב) ⁇ (ה-MATLAB/Simulink: ⁇ FLT:1) , תיבת הבקרה מספקת פונקציות כמו FLT:0 ו-FLT:1 לניתוח.You יכול גם להשתמש ביישום PID Tuner עבור כוונון אוטומטי מבוסס על נתוני תגובה.
• (ב) ויקרא: ויקרא י"א): "ה' (ב') ,"ה' (ב') ,"ה' (ב') ,"ה') ,"ה' (ב') ,"ה') ,"ב'"ה' (ב') ,"ב') ,"ה') .
• (FLT:0)Industrial Automation Software:FLT:1 Platforms כמו Siemens TIA Portal, Rockwell Studio 5000, ובקהוף טוויסט כוללים קוסמים של PID המשתמשים במבחנים או בדחפים.

(ב) ,0) ממאת'ס מספק תיעוד מפורט על זמן עלייה של מחשוב, זמן התיישבות, ופתרון יתר של נתונים תגובה צעד 1.

מסקנות והמלצות

בדיקות תגובה אימפולס הן כלים הכרחיים לאימות PID כוונון.מבחן התגובה של הצעד נותן תמונה ברורה של איך המערכת מטפלת בשינויים גדולים, קבועים סטנקטים, מראה ישירות מדדי ביצועים המנחים התאמות פרופורציונליות ואינטגראליות.מבחן התגובה האימפולסית, מצד שני, חושף את הדינמיקה הטבעית של המערכת והוא חיוני לקידוד פעולה נגזרת ואבחון גבוה על ידי בעיות אימפולסיביות באופן שיטתי, ופעולות של שליטה, הן יכולות להשיג את הדינמיקה של סטיות, הן יכולות להשיג את הרציונליות, שינויים בטכניקות של סטיות, ופעולות סטיות, ופעולות סטיות, ופעולות סטיות, ופעולות סטיות, הן יכולות להשיג את הגורמות לאבחון של סטיות, ופעולות סטיות, הן יכולות להשיג את הגורמות לאבחון, ופעולות סטיות של סטיות, ופעולות סטיות, ופעולות סטיות, הן יכולות להשיג סטיות, ופעולות סטיות, ופעולות סטיות, ופעולות סטיות, ופעולות גורמות לאבחון של סטיות של סטיות של נוסחאות של נוסחאות של נוסחאות של נוסחאות של סטיות, הן יכולות להשיג נוסחאות סטיות, ופעולות נוסחאות סטיות נוסחאות נוסחאות סטיות סטיות

החל במבחן תגובה צעד בינוני בגודל של שלב. TuneP ואני מרוויח כדי להשיג זמן עלייה מקובל וטעייה של אפס מצב יציב, ולאחר מכן לבצע מבחן דחף כדי לקבוע את הרווח הנגזר כדי לחבק באופן ביקורתי את התגובה ללא רעש.לאמת את הכוונון הסופי עם שני המבחנים בתנאים שונים.FLT:0Control Engineering מציעה קריאה נוספת על היישום המעשי של בדיקות תגובה עבור תגובה 1:1R עבור תגובה עמוקה יותר:2FLT2 אימפולסיבי מספק תגובה אינטנסיבית:

זכור כי כוונון הוא לעתים נדירות משימה חד פעמית.תהליכים משתנים עם הזמן בשל ללבוש ציוד, עומסים משתנים, וגורמים סביבתיים. משלבים צעד תקופתי ובדיקות תגובה דחפים לתוך לוח הזמנים של תחזוקה שלך כדי להבטיח בקרים PID שלך להמשיך לבצע במיטבו.