การ ออก แบบ เครื่อง ควบคุม พิด สําหรับ หุ่น ยนต์ ใต้ น้ํา และ พาหนะ ที่ สามารถ ควบคุม ได้

การ ออก แบบ เครื่อง ควบคุม PID สําหรับ หุ่น ยนต์ ใต้ น้ํา และ พาหนะ ที่ สามารถ ควบคุม ได้

ออกแบบ PID ที่มีประสิทธิภาพ (Prographic-Inter-Dric) เครื่องควบคุมนี้มีความสําคัญมากในการดําเนินงานอย่างแม่นยําของหุ่นยนต์ใต้น้ําและพาหนะที่ใช้งานได้ ตัวควบคุมเหล่านี้ช่วยรักษาเสถียรภาพ ความลึก และจัดการการนําร่องในสภาพแวดล้อมที่แข็งแรง ความสามารถในการควบคุมระบบน้ํา การเข้าใจหลักการเบื้องหลังของ PID และปรับตัวให้เข้ากับสภาพใต้น้ํานั้น สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานได้ บทความนี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยออกแบบอุปกรณ์ PID สําหรับอุปกรณ์ควบคุมการนําร่องน้ํา ครอบคลุมทฤษฎี การจําลอง และการพัฒนาจริง ๆ ได้ บทความนี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยเพิ่มข้อมูลการนําร่องน้ําได้

มูลนิธิ ควบคุม การ ใช้ เครื่อง พี ไอ ซี สําหรับ โปรแกรม ใต้ น้ํา

ตัวควบคุม PID คํานวณผลของตัวควบคุม เป็นฟังก์ชันของข้อผิดพลาดระหว่างการตั้งค่าจุดพิกัดที่ต้องการ และตัวแปรของโพรเซสที่วัดได้ กฎควบคุมจะถูกแสดงเป็น:

[FLT: 0]

ในหุ่นยนต์ใต้น้ํา ที่แรงผลักดันของพาหนะไม่อยู่ในแนวเดียวกัน และอยู่ภายใต้แรงขับเคลื่อน เช่นมวล, ลาก, และการพริ้วไหว การกระตุ้นที่ถูกต้องของคําเหล่านี้เป็น สิ่งจําเป็น

สัดส่วนทศนิยม (Kp)

สัดส่วนของคํานี้ จะใช้กับการกระทําให้ถูกต้อง โดยสัดส่วนของข้อผิดพลาดในปัจจุบัน สําหรับยานพาหนะใต้น้ํา จะตอบสนองทันทีกับค่าความลึก, หัว, หรือทัศนคติ การเคลื่อนตัวของค่า Kp สูงจะทําให้เวลาเพิ่มขึ้น แต่สามารถทําให้การยิงเกินและปรับระดับความเสถียรได้ เนื่องจากมีการรบกวนอย่างต่อเนื่องเช่นปัจจุบัน

ระยะเวลาภายใน (ki)

องค์ประกอบนี้สามารถกําจัดข้อผิดพลาดของรัฐได้ โดยการรวมข้อผิดพลาดในอดีตเข้าด้วยกัน ในยานพาหนะที่รองรับได้ ข้อผิดพลาดของรัฐที่ต่อเนื่องมักเกิดขึ้นจากความบกพร่องของอาการทุ่นหรืออคติของตัวผลักดัน อย่างไรก็ตาม การดําเนินการอินทิกรัลสามารถนําไปสู่การลดความยืดหยุ่นระหว่างการปรับหรือจุดโฟกัสที่ใหญ่ได้ เป็นประเด็นสําคัญสําหรับตัวขับเคลื่อนใต้น้ําที่มีข้อจํากัด การกดอากาศแบบไม่หมุนแบบไม่จํากัด

อนุพันธ์ (Kd)

อนุพันธ์ทํานายความผิดพลาดในอนาคต โดยเพิ่มปริมาณการเยื้องของการเปลี่ยนแปลงเข้าไปอีก สําหรับยานพาหนะใต้น้ํา อนุพันธ์จะช่วยในการแก้คลื่นเสียงจากระบบปรับน้ําต่ํา และระบบขับเคลื่อนของแรงขับเคลื่อนด้วยแรงผลัก อย่างไรก็ตาม อนุพันธ์ทําให้สัญญาณเซนเซอร์ทํางานผิดปกติ ซึ่งมีการใช้งานมากในเซ็นเซอร์รับสัญญาณแรงดันใต้น้ํา และหน่วยวัดความแรงต่ํา (MMU) การผ่านผ่านระบบกรองของอนุพันธ์เป็นมาตรฐาน

ข้อ ท้าทาย ที่ จําเป็น สําหรับ สิ่ง แวด ล้อม ใต้ น้ํา

การ ออก แบบ แบบ แบบ พอ ดี

กระแส น้ํา ที่ เปลี่ยน แปลง และ ความ ชุ่ม ชื้น

กระแสมหาสมุทรสามารถเปลี่ยนขนาดและทิศทางได้ ไม่สามารถคาดเดาได้ ตัวควบคุมการจัดการ PID ที่จับต้องได้อาจจะทํางานได้เป็นอย่างดีภายใต้สภาวะที่สงบ แต่จะกลายเป็นความไม่มั่นคงระหว่างการสั่นสะเทือนในปัจจุบัน วิศวกรมักผนวกการส่งภาพหรือทําการจัดลําดับการโอนข้อมูลตามประมาณหรือวัดการไหลเพื่อคงประสิทธิภาพ

เสียงรบกวนและการหน่วงของตัวตรวจจับ

การ ตรวจ สอบ ความ ลึก (การ กด ทราน ซิ ชัน ของ เครื่อง ตรวจจับ) และ ระบบ ส่ง เสียง ที่ มี อาการ รบกวน จาก เสียง รบกวน และ การ ติด ต่อ สื่อสาร ระยะ หลัง.

รูปแบบการหมุนแบบไม่ตายตัว

รถ ใต้ น้ํา มี ความ ไม่ เสมอ ภาค กัน อย่าง มาก: แรง ลาก มี สัดส่วน เท่า กับ ความ เร็ว, ระดับ ความ เร็ว ที่ ตาย, และ เพิ่ม ผล กระทบ ที่ มี ความ หลาก หลาย ด้วย แนว ทิศทาง.

การสื่อสารสําหรับรถโดยสารระยะไกล (ROVs)

Teath Ravs มีประสบการณ์การจํากัดวงแบนวิด และเสียแพ็กตอนปฏิบัติการในทะเลลึก การรบกวนจากสายยางที่ฝังตัวจะส่งผลให้เสถียรภาพ PID ตัวควบคุมต้องแข็งแรง เพื่อรับข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่อง และอาจจะใช้กลยุทธ์การถือตัว หรือการคาดเดาระหว่างการปล่อยออกไป

การ ออก แบบ เครื่อง ควบคุม PID ที่ มี ประสิทธิภาพ สําหรับ ยาน ดํา น้ํา

ขั้น ตอน ต่อ ไป นี้ จะ ชี้ ถึง วิธี การ ที่ ใช้ ได้ ผล จริง.

ขั้น ที่ 1: การ จําลอง และ การ ระบุ ตัว ระบบ

ก่อนการปรับเทียบข้อมูล (CFD) จะทําการจําลองรูปแบบการขับเคลื่อนของรถ ให้ใช้โปรแทรกเตอร์คํานวณ (CFD) หรือ ตัวแปรของระบบเชิงประจักษ์ (CFD) ก่อนการทดสอบ พารามิเตอร์ต่าง ๆ จะรวมมวลเข้าด้วยกัน, เพิ่มสัมประสิทธิ์มวล, สัมประสิทธิ์ลาก, และค่าการตอบสนองแบบเร่งความเร็วในการประมวลผลแบบง่ายสําหรับการควบคุมความลึก อาจจะเป็นการลดความเร็วของระบบที่สอง โดยทําให้ล่าช้า

ทรัพยากรภายนอก: [FLT: 0] บทความเกี่ยวกับมวลที่เพิ่มขึ้นในยานพาหนะใต้น้ํา[FLT: 1)

ขั้น ที่ 2: วิธี การ ควบคุม

วิธีปรับเสียงหลายแบบ สามารถปรับใช้ได้ ขึ้นอยู่กับการเปิดเครื่องจําลอง:

• [FLT: 0] Ziegler-Nicols (เปิด-ปิดและปิดปิดปิด) จัดทําการปรับปรุงความก้าวร้าวเพื่อตอบสนองอย่างรวดเร็ว แต่มักจะต้องใช้การปรับปรุงด้วยตนเอง ใช้ได้ดีที่สุดกับระบบเวลา interviewant
• [FLT: 0] โคเฮน-คูน: เหมาะกับระบบที่มีระยะเวลาล่าช้า ซึ่งพบบ่อยในเสียงใต้น้ํา ให้บริการการปฏิเสธการรบกวนที่ดีกว่า Ziegler-Nicols.
• [FLT: 0]. Trial and error of erroration: ใช้งานได้กับยานพาหนะใต้น้ํามากที่สุด ซึ่งสภาพแวดล้อมจําลอง (เช่น กาเซโบ (Gazobo with UUV Simpleal Simation Model/Simtulink Model) อนุญาตให้ใช้งานได้อย่างปลอดภัย
• [FLT: 0] การตั้งเครื่องขยายสัญญาณแบบ Oppimation (FLT: 1) ใช้อนุภาคกลุ่มที่จัดอันดับหรืออัลกอริทึมทางพันธุกรรม เพื่อลดฟังก์ชันวัตถุประสงค์ เช่น อินทิกรัลของความผิดพลาดแบบเวลาถ่วงน้ําหนัก (ITTAE).

ขั้นที่ 3: การกรองและการต่อต้านการทุจริต

เติมข้อมูลในแฟ้ม ตัวกรองแบบ Lost-pass lection ตามลําดับแรกในเทอมอนุพันธ์: [[FLT:]] ตัวเลือกทั่วไปสําหรับ TF คือ 5-110% ของค่าคงที่ที่โดดเด่น ใช้กลไกการหมุนแบบหมุนแบบหมุนแบบหมุนได้: ปิดการรวมอินทิกรัลเมื่อระบบควบคุมการแสดงผล Saburet, หรือใช้การคํานวณย้อนกลับด้วยข้อมูลติดตามการติดตาม Kb=/Kp หรือคล้ายกัน

ขั้น ที่ 4: จําลอง ก่อน จะ รับ บัพ ติ สมา

ใช้ระบบจําลองการทดสอบตัวควบคุมข้ามเงื่อนไขปฏิบัติการที่คาดหวังได้ การรบกวนแบบลินเล่อ เช่น การเพิ่มสัญญาณรบกวนระดับกระแส, เสียงเซ็นเซอร์ที่มีความแตกต่างที่สมจริง, และความอิ่มตัวแบบคงที่, การจับความลึกที่แม่นยํา, การควบคุมหัว, และการรักษาตําแหน่ง, จําลองรูปแบบเช่น [FLT: 0] ตัวจําลองยูวี [FLT: 1) สําหรับโรเอส/Gazebo ถูกนําไปใช้อย่างแพร่หลายในชุมชนหุ่นยนต์ใต้น้ํา

ขั้น ที่ 5: จัด วาง และ ปรับ ปรุง ให้ ดี ขึ้น

สําหรับยานพาหนะที่ทํางานในระยะที่กว้างมาก หรือระดับความลึก การจัดลําดับของ PID สามารถปรับตามตัวแปรที่วัดได้ (เช่น ความลึก, ความเร็ว, รัศมี, หมุน) ทางเลือกอื่น ๆ คือ ใช้ตัวควบคุม PID แบบเบลอ หรือตัวควบคุมการอ้างอิงแบบจําลองในการปรับตัว (MRAC) เพื่อปรับตัวต่อ ๆ ไป การควบคุมการปรับเปลี่ยนการทํางานจะมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะสําหรับตัวย่อยที่มีการเปลี่ยนแปลงประสบการณ์การรับน้ํา หรือการรับน้ํา

การ ใช้ ประโยชน์ จาก การ ศึกษา วิจัย กรณี ต่าง ๆ

การควบคุม PID ที่มีประสิทธิภาพทําให้มีภารกิจใต้น้ําหลากหลาย

พาหนะ ใต้ น้ํา แบบอัตโนมัติ (UV) สําหรับ การ ถ่าย เท ท่อ

หลายระบบพาณิชย์ AUVs เช่น [FLT: 0] Vollow Cloadics AUV[FLT: 1) ใช้ตัวควบคุม PID แบบไหลวน: เป็นวงจรสําหรับเส้นทางเดินแบบชี้ทาง และวงจรภายในสําหรับทัศนคติและความลึก การกดวงจรภายใน (kp, September K) ในขณะที่ทําให้วงจรภายนอกช้าลง (Kp, sep, เพียงพอแล้ว) มั่นใจได้ว่าเส้นทางที่เสถียร และไม่ต่อเนื่องของระบบจะเป็นไปตามนั้น

งาน ที่ ต้อง ทํา เพื่อ การ ค้ําจุน จาก โรค โรวี

ยานพาหนะที่ใช้ในการดําเนินการระยะไกลนั้น ต้องการการรักษาตําแหน่งให้แม่นยํา ในขณะที่มีการจัดการวัตถุ โดยวิธีการทั่วไปคือการใช้ตัวควบคุม PID สําหรับจัดวางและความลึกของรถ โดยมีรายได้ที่อ่อนลงเมื่อตัวขับเคลื่อนเคลื่อนไหว (เพื่อหลีกเลี่ยงการถูกแก้ไขแบบตัวเลื่อนที่ไม่จําเป็น) หลายทีมใช้ "โหมดร้อน- wapped" เพื่อเลือกโหมดที่นักบินเลือกได้

การ ทํา ให้ เส้น เลือด ไหล เวียน และ เส้น เลือด

Underwater slivers ใช้ตัวควบคุม PID เพื่อปรับความอ้วนและระยะเยื้องและระยะวาง เพื่อตามวิถีที่เลื่อยลงได้ ตัวแปรอินเทอร์เทนเมนต์นี้มีความสําคัญมากในการชดเชยการลอยตัวแบบปรับสมดุล ส่วนการเคลื่อนที่ของอนุพันธ์นั้นน้อยที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงการเคลื่อนที่แบบคลื่นที่เคลื่อนไหวได้

การปรับแต่งขั้นสูง

เครื่อง ส่ง ลม ที่ แรง ที่ สุด

ตัวแบ่งเขตจํากัด การเพิ่มความเร็ว การเพิ่มความเร็วแบบไม่จํากัด จะทําการซ้อนข้อมูลระหว่างค่าข้อผิดพลาดขนาดใหญ่ (เช่น หลังจากเปลี่ยนค่าจุดเกิน) อาจจะทําให้มีการใช้งานมากเกินไป และไม่มั่นคงได้ วิธีแก้ปัญหาความเข้มมากที่สุดคือ การล็อค: การรวมอินทิกรัลให้คงตัว เมื่อค่าออกมาคงที่ และข้อผิดพลาดอยู่ในทิศทางเดียวกันกับค่าความอิ่มสี สําหรับระบบที่ก้าวหน้าขึ้นนั้น จะใช้เงื่อนไขการผนวกเข้ากับพื้นที่ตาย

การชดเชยเวลาDaily

การติดต่อสื่อสารแบบ Acusic ล่าช้าใน ROV แบบลึก อาจมีความยาวหลายวินาที เครื่องควบคุม PID มาตรฐานจะมีความไม่เสถียรกับความล่าช้าที่บริสุทธิ์ การเพิ่มข้อมูลตัว Smith Squor หรือเครื่องกรอง PID ที่มีการชะลอตัวเพื่อรักษาเสถียรภาพ

Fiction สําหรับ Robinust footback

หากมีการใช้งานฟิวส์ตัวตรวจจับหลายตัว เพื่อเพิ่มคุณภาพเสียงเสียง ในการควบคุมความลึก ให้ทําการรวมเซ็นเซอร์รับสัญญาณความถี่สูง (เร็วแต่เร็ว) ด้วยเซ็นเซอร์สัญญาณต่ํา แต่ช่วยลดความกดอากาศต่ําด้วยตัวกรองปรับความแรงสูง สําหรับทัศนคติจะใช้ตัวตรวจจับ ILU และตัววัดแม่เหล็กร่วมกับตัวกรอง Madgwick หรือ homeon ตัวกรองตัวกรองนี้จะสามารถให้บริการเป็นเครื่องมือป้อนข้อมูลเสียง PID ได้ โดยลดเสียงของอนุพันธ์ที่รบกวน

ทรัพยากรภายนอก: [FLT: 0] การขยายงานเพื่อเสริมสร้างตัวกรองสําหรับหุ่นยนต์

รูปแบบการวน

การออกแบบเครื่อง PID สําหรับหุ่นยนต์ใต้น้ํานั้น ต้องมีความเข้าใจที่ลึกซึ้งในทฤษฎีควบคุมและโครงสร้างของสภาพแวดล้อมทางทะเลที่โดดเด่น