
Сервосистемы обычно используют комбинацию трех типов контуров управления: ток, скорость и положение. Контур управления скоростью служит двум целям — он позволяет системе реагировать на команды изменения скорости и позволяет системе противостоять высокочастотным возмущениям нагрузки. Но петля скорости сама по себе не может гарантировать, что система сохраняет заданное положение в течение длительного промежутка времени. Вот почему контуры управления скоростью часто используются в сочетании с контурами управления положением в каскадной структуре.
Регулятор скорости обычно является PI-контроллером, использующим пропорциональный, Kвице-президент, и интеграл, Kiv, усиления, тогда как позиционный контроллер обычно использует только пропорциональное усиление, Kp. (Обратите внимание, что текущее управление часто устанавливается автоматически и только в редких случаях настраивается вручную.)
Резюмируя из предыдущий пост, пропорциональный выигрыш имеет значение, прямо пропорциональное погрешности, и определяет напряжение, которое прикладывается для преодоления погрешности. Пропорциональное усиление связано с жесткостью системы.
Интегральный коэффициент усиления накапливает ошибку с течением времени и обеспечивает восстанавливающую силу в конце перемещения, чтобы подтолкнуть систему к точке нулевой ошибки.
В каскадных контурах управления пропускная способность пропускная способность внутреннего контура должна быть в 5-10 раз больше пропускной способности внешнего контура, иначе внутренний контур будет оказывать незначительное влияние на внешний контур. Лучше всего сначала настроить самый быстрый цикл, поэтому в каскадных циклах position-velocityloops мы начинаем с (внутреннего) цикла velocity.
Поскольку контур скорости является PI—контроллером, для настройки требуется только два параметра -Kвице-президент и Кiv. Для профиля перемещения используйте целевую скорость среднего значения (не самую низкую или самую высокую, с которой столкнется приложение), но сохраняйте скорость ускорения относительно высокой. Это усилит эффект реакции системы, облегчая настройку системы.
Чтобы начать последовательность настройки, увеличьте пропорциональное усиление скорости (Kвице-президент) до точки непосредственно перед тем , как произойдет превышение. (Иногда полезно увеличить Kвице-президент до точки превышения, а затем уменьшайте его до тех пор, пока превышение не будет устранено.) Сейчас увеличьте интегральный коэффициент усиления по скорости (Kiv) до тех пор, пока не произойдет небольшое превышение (от 5 до 15 процентов).
В каскадных контурах управления производительность внутреннего цикла влияет на производительность следующего внешнего цикла. По сути, внутренний контур (скорость) действует как фильтр нижних частот для внешнего контура (положение).
Как только контур управления скоростью настроен, контроллер должен быть настроен на работу в позиционном режиме, и позиционный контур может быть настроен. Начните с низкого значения коэффициента усиления позиции (Kp), и поднимите его медленно, до точки непосредственно перед тем, как произойдет превышение.
Теперь, когда прирост скорости и положения установлен и стабилизирован, увеличьте целевую скорость и снова проверьте прирост. При необходимости отрегулируйте их, чтобы обеспечить приемлемый коэффициент усиления во всем диапазоне скоростей приложения.
Важно отметить, что выводом позиционного контура является команда скорости. Вот как это работает: ошибка положения, обнаруженная контуром положения, масштабируется на коэффициент усиления положения, Kp, чтобы сгенерировать команду скорости. Эта команда скорости отправляется в контур скорости, который использует ее для управления большим крутящим моментом, который приводит в движение двигатель для исправления ошибки положения.
Если приложению требуется очень низкая ошибка следования, может потребоваться добавить управление прямой связью к параметрам настройки. Регулировка скорости подачи вперед (VФФ) использует упреждающий подход, вычисляя скорость, необходимую для достижения желаемого положения, и передавая это значение непосредственно в контур управления скоростью, вместо того, чтобы позволять контуру управления ждать появления ошибки положения. Однако недостатком использования высокоскоростной прямой связи является то, что пропорциональное усиление позиционного контура (Kp) должен быть опущен, что снижает жесткость системы.
Характеристика с изображением кредита: National Instruments
Свежие комментарии