Коэффициент усиления — это отношение выходного сигнала к входному, мера усиления входного сигнала. Распространенным примером является кнопка регулировки громкости на стереосистеме. Эта кнопка управляет отношением входного сигнала (принимаемого от радиостанции) к выходному сигналу (насколько громким является звук из ваших динамиков). При низкой громкости звук получается мягким. Это низкий коэффициент усиления. При высокой громкости звук получается громким. Это высокий коэффициент усиления.
Сервосистемы настраиваются с использованием коэффициентов усиления, которые помогают исправлять ошибки между заданным значением (положением, скоростью или крутящим моментом) и фактическим значением. Три основных коэффициента усиления, используемых при настройке сервопривода, известны как пропорциональный коэффициент усиления, интегральный коэффициент усиления и производный коэффициент усиления, и когда они объединяются для минимизации ошибок в системе, алгоритм известен как ПИД-контур. Другой тип усиления, называемый “прямой передачей”, может использоваться, когда ошибка предсказуема или когда ПИД-усиления недостаточны для исправления ошибки и начинают вызывать нестабильность или колебания в системе.
Пропорциональный, интегральный и производный коэффициенты усиления контролируют, насколько усердно сервопривод пытается исправить или уменьшить погрешность между заданными и фактическими значениями. Использование ПИД-контура является наиболее распространенным методом настройки сервопривода.
Пропорциональный коэффициент усиления (Kp) по сути, является мерой жесткости системы. Он определяет величину восстанавливающей силы, которая должна быть приложена для устранения ошибки определения положения. Термин “пропорциональный” используется потому, что он прямо пропорционален величине ошибки. Другими словами, значение ошибки умножается на пропорциональный коэффициент усиления, чтобы определить выходной сигнал контроллера, который исправит ошибку.
Интегральный коэффициент усиления (Kя) связано со статической нагрузкой крутящего момента на систему. The Kя значение “подталкивает” систему к нулевой ошибке позиционирования в конце перемещения. Этот термин называется “интегральным”, потому что он увеличивается со временем в конце хода. Интегральный коэффициент усиления умножается на сумму ошибок с течением времени. Интегральное усиление требуется не всегда и в основном используется, когда система испытывает статические нагрузки.
Производный выигрыш (Kd) представляет собой демпфирующее воздействие на систему, работающую с пропорциональным усилением для уменьшения перерегулирования и колебаний. Термин “производная” используется потому, что этот параметр пропорционален скорости изменения (производной) ошибки.
Там, где усиление PID является реактивным — основанным на уже произошедшей ошибке, — усиление с обратной связью является проактивным. Коэффициенты прямой связи, которые включают в себя прямую передачу скорости и прямую передачу ускорения, предсказывают команды, необходимые для достижения нулевой ошибки, и вводят их в контур управления.
Передача скорости вперед (Vff) работает против вязкого трения (трение, пропорциональное скорости) и сводит к минимуму погрешность на участке перемещения с постоянной скоростью.
Ускоренная обратная связь(Аff) работает против инерции в системе, чтобы свести к минимуму ошибки на этапах ускорения и замедления движения.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии