Настройка хитрого ПИД регулятора, для электронного дросселя Опции

[K.Viktor]

Здравствуйте!

Возможно, кто-нибудь из вас сталкивался с подобной проблемой.

Проблема вот в чем. Делаю блок управления электронным дросселем автомобиля. По сути это сервопривод с коллекторным мотором, понижающим редуктором и датчиком (переменный резистор) на выходном валу. Конструкция, аналогичная авиамодельной сервомашинке - только в 10 раз мощнее.

Соответственно, мотор заслонки управляется с микроконтроллера при помощи ШИМ сигнала.

Реализован "классический" алгоритм ПИД-регулятора, вот кусок си-кода:

Код

en0=angle - servo_pos;
integral_term = SumE / 73.5;                    // Divide by the sampling frequency
derivative_term = en0 - en1;
integral_term = integral_term * ki;            //  Ki
derivative_term = derivative_term * kd;        // Kd
Cn = en0 + integral_term + derivative_term;    // Sum the terms
Cn = (Cn * kp);                         //Kp
en1 = en0;

Где, angle - требуемое положение, servo_pos - фактическое положение сервы
сооветственно Cn - выход на ШИМ, ki kd kp - коэффициента ПИДа.

Алгоритм работоспособен, заслонка поворачивается и с хорошей точностью попадает на заданное положение.

НО. У нее есть как-бы люфт. То есть, если нажать на заслонку пальцем - она сначала поворачивается, потом из-за накопления ошибки I-звена плавно возвращается на заданное положение. Такое ощущение что недостаточно большой коэффициент P.
Но проблема в том, что любое дальнейшее увеличение любого коэффициента приводит к "раскачке" системы - возникает довольно длительный переходный процесс, или вообще незатухающие колебания.
Так же был опробован "частотный" метод подбора коэффициентов ПИДа - безрезультатно. Заслонка работает, но есть "люфт".

Проблема не в "механике". Точно на той же плате и заслонке абсолютно нормально работает "заводской" софт, у заслонки "люфта" нет вообще. То есть, проблема явно в реализации алгоритма.

Подскажите, пожалуйста - в какую сторону копать... Вообще, применим ли пид в подобных системах?

[Guest_TSerg_*]

>А вот на результат таки да.

Приветствую приводчика-коллегу !
Вы все излагаете верно - полноквадрантное управление, это единственный путь для управления во всех смыслах.
Таня - таки да, тепловик, хотя немало найдется женщин-специалистов такого уровня
Вот когда тепловики будут использовать одновременно нагреватель и холодильник ( хотя.. уже используют ) - тогда они лучше будут понимать принцип активного управления в каждый момент времени.

[Tanya]

>А вот на результат таки да.

Приветствую приводчика-коллегу !
Вы все излагаете верно - полноквадрантное управление, это единственный путь для управления во всех смыслах.
Таня - таки да, тепловик, хотя немало найдется женщин-специалистов такого уровня
Вот когда тепловики будут использовать одновременно нагреватель и холодильник ( хотя.. уже используют ) - тогда они лучше будут понимать принцип активного управления в каждый момент времени.

Не нужно мне комплиментов. И уровень мой не трогайте.
Вы про уравнения лучше. Про ПИД. Где там отличия печки от моторчика? Где эти квадранты? Если зашкаливает - нет линейного режима и ПИДа в классическом смысле. А пельтье, которые могут тепло туда-сюда - так не очень-то это правильно применять одновременно... почти для всех случаев. Вот к исключениям отнесу измерение малых тепловых потоков - поддержание стабильной температуры в калориметрах. Больше на ум ничего не идет.

[Andron55]

Вы про уравнения лучше. Про ПИД. Где там отличия печки от моторчика? Где эти квадранты?

Ну, печка от моторчика отличается все-таки.
Хотя это не принципиально для нашей дискуссии.
Ведь звенья одинаковые, уравнения одинаковые, корректирующие цепи одинаковые.
И подходы к решению задач тоже одинаковые, ну почти.
Этого никто и ни разу не отрицал. Так что в ереси прошу не обвинять.

Квадранты следует искать на выходе усилителя ошибки авторегулятора, посмотрите на его реакцию для замкнутой ОС при всех видах возмущений.

Рассчитайте и постройте привод. Топология силы – полный мост, управление 4Q.
Подайте ему на вход в качестве задания по скорости чистый гармонический сигнал, лежащий в полосе авторегулирования, посмотрите на сигнал от датчика ОС. Уверяю Вас, авторегулятор отработает во всех 4Q. При этом сигнал на датчике скорости так же будет гармоническим, той же частоты и фазы.

Для сравнения покажу картинки вариантов управления 1Q и 4Q.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Tanya]

Ну, печка от моторчика отличается все-таки.
Хотя это не принципиально для нашей дискуссии.

Вот я никак не могу понять, что Вы хотите доказать. И о чем Вы пишете. Что там на картинках? Приведите картинки для малой амплитуды. Картинки неправильные все равно. Сместите их от нуля. А так у Вас не ПИД. Какой в этом смысл?
Выскажитесь прямо разок. В чем состоит Ваша позиция в текущей "дискуссии" ни о чем?

[SergCh]

Вот я никак не могу понять, что Вы хотите доказать. И о чем Вы пишете. Что там на картинках? Приведите картинки для малой амплитуды. Картинки неправильные все равно. Сместите их от нуля. А так у Вас не ПИД. Какой в этом смысл?
Выскажитесь прямо разок. В чем состоит Ваша позиция в текущей "дискуссии" ни о чем?

А поговорить?
Вы спрашиваете: "Про ПИД. Где там отличия печки от моторчика? Где эти квадранты? Если зашкаливает - нет линейного режима и ПИДа в классическом смысле. ",
Andron отвечает: "Ну, печка от моторчика отличается все-таки.
Ведь звенья одинаковые, уравнения одинаковые, корректирующие цепи одинаковые"
... нормальная дискуссия.
При малых сигналах ничего принципиально не изменится.

Сообщение отредактировал SergCh - Dec 9 2011, 06:45