Автор: babenko
Дата: 11.10.04 18:05
"Два вопроса так и остались невыясненными: как имеющиеся выходы
ПИД-регулятора привязать к имеющимся входам ШИМ-регулятора и
какое должно быть соотношение периодов сканирования этих блоков?"
1. С ШИМ можно использовать скоростной ПИД-регулятор, выход которого
пропорционален не желаемому положению ИМ (читай управляющему воздействию),
как у обычного ПИД-регулятора вида (K*(1+1/Tи+Tд*p/((Tд/N)*p+1)), где
р-непрерывный оператор Лапласа), а желаемая скорость ИМ (читай скорости
изменения управляющего воздействия)
...насколько я понимаю именно такой скоростной ПИД-регулятор и называется
ПДД или ПДД2-регулятором, если у Вас есть модуль ПДД, то пользуйтесь им...
2. С ШИМ можно использовать и позиционный ПИД-регулятор, при условии, что
вы внешним модулем компенсируете постоянную времени ИМ, т.е. после
ПИД-регулятора поставите компенсатор - звено с дискретным аналогом
непрерывной передаточной функции Тим*р/(Тф*р+1), где Тим-время
интегрирования ИМ (это может быть и время удвоения и время полного
перемещения, как у вас принято...); Тф-постоянная времени некого фильтра
для возможности физической (программной) реализации этого компенсирующего
звена, Тф должна быть меньше Тим (например, на порядок).
В этом случае в прямую цепь контура управления будут включены:
ПИД-регулятор; компенсатор; ШИМ; ИМ; регулирующий орган (РО) и объект
управления (ОУ)
а после сокращений времен Тим у ИМ и компенсатора (с учетом того, что ШИМ
можно рассматривать как пропорциональное звено с единичным коэффициентом
усиления, конечно, если Вы его реализовали правильно):
ПИД-регулятор; фильтр вида 1/(Тф*р+1); РО и ОУ.
3. Если у Вас есть готовый ПИД-регулятор, то даже и на этой основе можно
рассчитать скорость: ставите после ПИД-регулятора модуль задержки на
период квантования, потом сумматор, на который подаете с "+" сигнал с
ПИД-регулятора (текущее значение задания на положение ИМ) и с "-" сигнал с
модуля задежки (задания на положение ИМ на прошлом такте). Таким образом,
Вы получаете приращение задания положения ИМ за такт квантования, т.е.
желаемую скорость изменения положения ИМ.
Скажу сразу:
- второй вариант прорабатывался только теоретически и испытывался на
моделях - он полностью работоспособен,
- третий вариант, я даже и не моделировал, - понятно, что все будет
работать...
!!! И второй и третий варианты идеологически неверены, т.к. в результате
всех хитростей получается тот-же самый скоростной ПИД-регулятор,
многократно проще и надежнее сразу написать скоростной ПИД-регулятор или
составить таковой из готовых блоков (если пользуете FBD), а кроме этого 2
и 3 варианты имеют все прелести позиционного ПИД-регулятора (возможность
"насыщения/залипания", необходимость специальных схем безударного
включения и пр.).
... справедливости ради надо заметить, что основным недостатком
скоростного ПИД-регулятора является повышенная вероятность проявления
"холостого" хода...
4. Вы напрасно игнорируете возможность использовать в ПИД-регуляторе
модель ИМ. Принцип такой: делаете контур позиционирования на основе 3-х
позиционного реле: задание - это выход позиционного ПИД-регулятора,
обратная связь - выход модели ИМ вида 1/Тим*р.
Сложности с неточностью работы модели разрешаются тем, что интегратор
модели ИМ устнавливается в минимум (нижнее предельное положение) или
максимум (верхнее предельное положение) по сигналам с реальных конечников
реального ИМ. При этом погрешность на 10-20% в задании Тим не будет
фатальной, все будет работать.
Этот способ является стандартным для Сименса (заложен в стандартных
FBD-модулях) и подробно описан в их документации.
"Я, пожалуй, упрощу вопрос: пропорционально чему должен быть период
импульсов, и пропорционально чему должна быть их скважность?"
5. ... о периоде следования импульсов (Тшим) и их длительности (tимп):
- период следования я бы определили из скорости ИМ и необходимой точности
регулирования, мне всегда хватало Тшим=Тим/(2...10), ... но тут возможны
варианты, которые необходимо рассматривать, например, на ОУ с постоянной
времени 10 с должен воздействовать ИМ с Тим=63с... Также Тшим можно
завязать с параметром Ти ПИД-регулятора: Тшим=Ти/(2...10), а из двух
оценок, вычисленных по Тим и Ти, использовать минимальную.
Но даже если у Вас Тшим=Тим, то в большинстве случаев все будет работать,
конечно с низким качеством, возможно с предельными циклами.
- tимп должна быть пропорциональна желаемой скорости движения ИМ, но при
этом накладываются ограничения со стороны коммутирующей аппаратуры, т.е.
задается
tимп.мин., также желательно задавать минимально допустимую длительность
паузы -
tпауз.мин.
- очень важен вопрос точности реализации ШИМ, желательно, чтобы период
расчета ШИМ был в 20-100 раз меньше Тшим, но если он будет в 2 раза, то
все равно все будет работать, конечно с низким качеством ...
Задам вопрос со своей стороны, что Вы делаете, если у ИМ большой люфт
5-10% УП (указателя положения), а заменить его невозможно?
С уважением
Александр Григорьевич Бабенко
babenko
|
|