כיצד לשלב את Dead Zone מערכות בקרת משוב

הבנת אזורים מתים במערכות בקרת משוב

אזורי מתים הם אזורים לא לינאריים במערכות בקרה שבו וריאציות קלט לא מייצרים שינוי תפוקה מתאים.אלה "להקות לא פעיל" נפוצים במנהגים מכניים - למשל, מנוע שאינו מסתובב עד שהמתח עולה על סף מסוים.הם מופיעים גם בשסתום הידראולי, שלבים אדזואלקטריים, ופלטי חיישן. Dead Zone degrade ביצועים על ידי גרימת שגיאות מצב יציב, הגבלת מחזורים, או תגובה ליישומים חיוניים, כגון CNC-Squaretrererereretretrereative, כמו מכונות, רכיבי דיוקים, כמו מכונות CNC-S.

מאפיין אזור מת הוא בדרך כלל מודל:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(ב) ,0) ,(DigmFLT:1 ), הוא רוחב אזור מת ו- (FLT:2emphFLT 3: 3) הוא המדרדר באזור ליניארי. פיצוי מחייב ידע של פרמטרים אלה.בלעדיו, הבקר אינו רואה תגובה לקלטים קטנים, מה שמוביל לחדירה רוחית, פתרון יתר או oscillation.

השפעות והשפעות של אזורי מתים

סיקור מכני ו-Stiction

רכבות גיר, מברגים מובילים, והפיכה לעתים קרובות להציג אזורי מת עקב השבירה - ההבהרה בין חלקי הזדווגות. בדומה, חיכוך סטטי (סטיה) מונע תנועה עד שכוח פורץ מגיע.אפקטים אלה בולטים במערכות תנועה מהירות נמוכה ויכולים להציג את FLT:0positional שגיאות FLT:1 כי מצטבר לאורך זמן.

אלקטרוניקה Threshold

מגבר אזורי מת, עיוותים של אפס-חצובים בנהגי PWM, ו- ADC / DAC הקוונטיזציה מייצרים לא ליניאריות דומות. בלולאות בקרה דיגיטליות, אזור מת עשוי להיווספו בכוונה כדי להימנע מפטפטפטפט לא נחוץ, אבל זה חייב להיות פיצוי על מעקב מדויק.

אפשרויות להתנהגות מערכת

שיטות ל-Dead Zone Compensation

המונחים: Dead Zone Compensation

(ה) יש ליישם את השיטה הפשוטה ביותר (ב):0 (המילה) של ערפילית (בלטינית:0 ), כלומר: 1) של אזור המתים הסימטרי עם רוחב:2DigmFLT 3: 3 ו-(FLT:4 ⁇ FLT:5 ), ⁇ סימטרית של סימטריה מייצרת:2Digleph:2Digrph 3) ו-(FLT:4:4 ;5 ).

(ב) ויקרא י"ד:2 ויקרא י"ד): "וְאֶבְהִיתִיתִי עַל עַל הָאָרֶץ" (במדבר כ"ד)

זה מוסיף קפיצת אפס קלט, ביעילות "עיצוב" אות הבקרה כדי לבטל את האזור המת. פיצוי הפוך עובד טוב כאשר הפרמטרים של אזור מת הם קבועים וידועים.עם זאת, זה יכול לגרום ל-FLT:0chatteringigtureFLT:1 ליד אפס אם ההסתה אינה חלקה או אם רעש מדידה הוא נוכח.

שיטות בקרה הסתגלות

כאשר פרמטרים של אזור מת נסחפים לאורך זמן - עקב ללבוש, שינויים טמפרטורה או הזדקנות רכיב - שיטות אמפטיות מועדפות.FLT:0Model Reference Adaptive Control (MRAC)PSKFLT:1 ו-FLT:2Self-Tuning Regulators FLT 3:0Model Reference Fitive Control (MRAC) ⁇ sives: 2Self-Tuning Regulators 3D יכול להעריך את D ו- muping באמצעות recursss פחות ⁇ s או ⁇ .

המונחים: compensation

אסטרטגיות האכלה מתקדמות להשתמש מודל של אזור מת קרקעי 1 (FLT:0) כדי ליצור אות מגובש בנוסף לולאת משוב.לדוגמה, מודל צמח צופה את הקלט הנדרש כדי להשיג פלט הרצוי, ואת האזור המת הוא in the Feedforward דרך משפר את מהירות התגובה ללא השפעה על יציבות האכלה סגורה.

גישות היברידיות

(ה) יישום בעולם האמיתי לעתים קרובות לערבב פיצוי הפוך עם FLT:0 â € ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

יישום Dead Zone Compensation: A Step-by-Step Guide

1.מערכת זיהוי

לפני שחתמתם, עליכם לאפיין את האזור המת, ליישם גרף או גרף של גרף, לזהות את ערכי הסף ואת הרווח ליניארי. השתמש ב-FLT:0least-squares עקומת מדרגה 1 או ארגזי כלים ייעודיים כגון FLT:2MATLAB System Identification ToolFph: 3LT: Alternative use aLT:4irdericer to FindFpoint:2R.

2.בחר את Algorithm

בהתבסס על הפרמטרים והמגבלות המערכתיים שזוהו, בחר את אחת השיטות לעיל.עבור אזורי מתים קבועים עם דרישות דיוק גבוהות, פיצוי הפוך הוא מספיק. עבור אזורי מת או לא בטוחים, ליישם תוכנית הסתגלות.

עיצוב ה- Compensator Block

בבקר דיגיטלי (למשל מיקרובקר או PLC), להוסיף גוש פיצוי לאחר הפלט הבקר ולפני הקלט הצמח.להבטיח את הפיצוי הוא FLT:0smoothalphalFLT:1 כדי למנוע ציטוט של דינמיקות גבוהה.

4. Tune and Actate

בדוק את המערכת המפצה עם מגוון של קלטי התייחסות והפרעות.בדוק:

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

פיצוי אמין ⁇ על estimation פרמטר מדויק.טכניקות נפוצות כוללות:

גישות מתקדמות (FLT:0neural networksFLT:103) להשוואה בין אזור מת ללא מודל מפרשי.

אתגרים ופתרונות

רגישות

פיצוי הפוך מגבר רעש ליד הקצוות של אזור המתים כי הקידוד הוא אינסופי אפס.פתרון: להשתמש ב-FLT:0smooth approximationFLT:1 (למשל, היפרבולי או sigmoid) ליד סף, או להחיל מסנן נמוך לסימן הבקרה.

אזורי מתים סימטריים

לחוקרים רבים יש סףים שונים לכיוונים חיוביים ושליליים (למשל, שסתום הידראולי) הפיצוי חייב להיות FLT:0directionalFLT:1 עם D+ ו- D פרמטרים.

המונחים: constraints

על מיקרובקרים המוגבלים במשאבי, אלגוריתמים מורכבים עשויים להיות איטיים מדי.שימוש בטבלאות:0look-up טבלאותFLT:1 עבור הפונקציה הפוכה, או ליישם פיצוי מבוסס הסף פשוט עם היסטריה כדי להימנע צ'אט.

תגיות Dead Zone Compensation

רובוטיקה ו-Servo Systems

רובוטים תעשייתיים דורשים מיקום משותף מדויק למרות חיפוי הילוך וסטיות.התתת אזור Dead משפרת את ה-FLT:0pathpieFLT:1 ולהפחית את זמן הלינה בעמדות מטרה.

תחנת הרכב Throttle and Brake Control

לגופים אלקטרוניים יש אזור מת עקב החזרה והחיכוך באביב, הסגידה מבטיחה כי מערכות פולום (FLT:0smooth האצהFLT:1 ובקרת idle עקבית.

מכשירים רפואיים

שסתום פרוגרציונלי באווררים ומשאבות ההיתוך חייב להגיב לפקודות קטנות באזור Dead Zone פיצוי מאפשר ל-FLT:0precise Flow controlFLT:1 קריטי לבטיחות החולה.

המונחים: Aerospace Actuators

⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

נושאים מתקדמים: Dead Zone Compensation in Complex Systems

מספר אזורי מתים בסדרה

כאשר שני אזורים מתים או יותר מופיעים ב- cascade (למשל, חיישן + Actuator), אזור המת האפקטיבי אינו רק תוספת. Compensation דורש מודל רחב יותר - לעתים קרובות aFLT:0Hammerstein או Wiener ModelsphFLT:1 - שבו בלוק לא ליניארי הוא ואחריו דינמיקות ליניארית.

« אזור מת עם הזמן נדחה

אם לצמח יש גם עיכוב משמעותי, יש להרחיב את התוספת כדי למנוע חוסר יציבות (FLT:0SmithנבאorFLT:1 מבנים ניתן להרחיב כדי לכלול את העיוות באזור מת.

למידה מבוססת תגמול

שליטה למידה אינטנסיבית (ILC) ולמידה חיזוק יכול להיות FLT:0 ( למד את האזור המת בverseFLT:1 באינטרנט ללא estimation פרמטר מפורש. ILC הוא יעיל במיוחד עבור משימות תנועה חוזרות, כגון פעולות בחירה ומיקום.הנספח משתפר ממחזור למחזור, השגת מעקב כמעט מושלם לאחר כמה חזרות.

מסקנה

פיצוי אזור מת הוא כלי קריטי עבור מהנדסים תכנון מערכות בקרת משוב ביצועים גבוהים. על ידי הבנת הלא ליניאריות, בחירת השיטה המתאימה - בין אם הפוך, הסתגלות, מזון קדימה או היברידית - וליישם אותו עם estimation פרמטר זהיר, אחד יכול לשפר באופן דרסטי דיוק, יציבות, ותגובה. כמו מערכות להפוך להיות יותר אוטונומי ומדויק, פיקוח על אזורי פיצויי שטח מת יישאר אבן הפינה של מערכת בקרה.

לקריאה נוספת, ייעוץ (FLT:0) סקירה של אזורי מתות FLT:1 ו-FLT:2Control Engineering מדריך מעשי של servo System פיצויי מערכת servo 3; מתרגלים מתקדמים עשויים להתייחס לספר הלימוד (FLT:4 Nonlinear SystemsFLT:5 על ידי Khalil לטיפול תיאורטי קפדני.