Что такое сервоуправление PIV? Обычно она включает в себя два компонента: прямая связь управление, которое добавляет дополнительные сигналы скорости и (в некоторых случаях) ускорения в сервоконтур для улучшения отслеживания команд, а также управление PID или PIV, которое работает для максимального подавления помех в системе. Различие между PID-управлением и PIV-контролем заключается в том, что PID-управление основано на ошибке положения, в то время как PIV-управление основано на обеих ошибках положения и ошибка скорости.

В сервосистеме возмущения представляют собой неожиданные силы, которые невозможно смоделировать заранее. Примерами могут служить изменения инерции нагрузки или изменения крутящего момента на валу двигателя.

ПИД-регулятор это распространенный метод настройки сервопривода, который хорошо подходит для приложений, которые могут быть смоделированы в виде линейной функции, не изменяющейся со временем. Входным сигналом алгоритма PID является сигнал ошибки (разница между заданным положением и достигнутым положением), а выходным сигналом является просто сумма трех сигналов: сигнал, пропорциональный ошибке, сигнал, пропорциональный интегралу ошибки, и сигнал, пропорциональный производной ошибки.

PIV control делает еще один шаг вперед и размещает контур обратной связи по скорости внутри контура обратной связи по положению. Этот дополнительный контур обратной связи делает PIV-управление более эффективным при регулировании скорости, чем PID-управление. Как правило, контур скорости использует PI (пропорциональное, интегральное) управление, в то время как контур положения использует P (пропорциональное) управление. Сигнал коррекции скорости определяется погрешностью определения местоположения, умноженной на пропорциональный коэффициент усиления, K_p. Интегральный коэффициент усиления, K_i, применяется к ошибке скорости (а не к ошибке положения, как в ПИД-регуляторе). Производный коэффициент усиления, К_d, заменяется коэффициентом усиления обратной связи по скорости, K_v.

Коэффициент усиления обратной связи по скорости, К_v, аналогично коэффициенту усиления по производной, K_d. Однако, где K_d масштабирует производную от ошибки определения местоположения (то есть разницу между мгновенным положением траектории и положением обратной связи), K_v масштабирует только ту скорость, которая оценивается с помощью устройства обратной связи.

Обратная связь по скорости поступает от датчика двигателя, в то время как обратная связь по положению обычно поступает от устройства обратной связи, установленного на самой нагрузке. Эта двойная обратная связь помогает лучше компенсировать люфт или низкую жесткость системы, вызванные ремнями, винтами, шестернями и другими механическими соединениями. Обратите внимание, что важно использовать обратную связь с высоким разрешением для оценки скорости, так как недостаточное разрешение может привести к пульсации скорости.

Обычно считается, что настройка PIV-контроллера проще, чем у PID-контроллера. Это связано с тем, что вложенные циклы скорости и положения в PIV-контроллере делают процесс настройки в основном неитеративным, где настройка ПИД-регулятора может занять много итераций для достижения желаемого отслеживания команд и соответствующего подавления помех.