Быстрый ПИД-регулятор, На отрезном станке. Новичёк просит помощи. Опции

[Guest_TSerg_*]

Какие учебники нужны?

Физика, начиная со школы. Я не шучу.

И по какому принципу будет осуществляться рез, простите? Все неподвижны, а рез идёт.

Знаете, что такое относительное движение? Это тоже из курса физики средней школы.
Так вот, если лист и нож двигаются с одной скоростью (линейной), то они неподвижны др. относительно друга.
Потом, да - нож возвращается обратно и опять прямо, для следующего реза.
Вращение ножа требуется только для резки.

Думаю, схема всё объяснит.

Вот теперь понятно, что за режущая схема у Вас.
Она некорректна, в общем случае, если полотно детали и нож движутся с постоянной скоростью, т.к. момент реза - это не меч Дарта.
Все зависит от соотношения скоростей: линейной - детали и окружной - ножа. И все равно, ну да ладно..
P.S.
Я даже не понимаю в чем проблема у Вас. Надо обеспечить равенство скоростей полотна (линейная) и ножа (окружная) и обеспечить это равенство до следующей встречи полотна и ножа.
С управлением полотном, все в порядке, я так полагаю. А вот динамика вращения ножа - да, здесь надо изучать процесс резания и потери момента вращения.
В общем, обычная САУ с возмущением по моменту нагрузки.

[Daedal07]

Физика, начиная со школы. Я не шучу.

даже немного заводит такая фраза. Что именно указывает на то, что я её не знаю?
Физика была использована, ровно до момента интервала регулировки сплошная физика школьного курса.
Надо же было как-то время простоя ножа рассчитывать.
Да и, к тому же, при определённых длинах реза, нож и останавливается вовсе, а только замедляется.

Знаете, что такое относительное движение? Это тоже из курса физики средней школы.
Так вот, если лист и нож двигаются с одной скоростью (линейной), то они неподвижны др. относительно друга.

Так вот Вы о чём!
Я Вам так скажу, что так резать не надо, лучше резать со скорость ножа чуть больше чем скорость полотна. Это из практики. И не важно сейчас.
математика( да, и физика!) алгоритма под это дело готовы и отлажены.

Потом, да - нож возвращается обратно и опять прямо, для следующего реза.
Вращение ножа требуется только для резки.

Именно. Я обратного и не говорил.

Она некорректна, в общем случае, если полотно детали и нож движутся с постоянной скоростью, т.к. момент реза - это не меч Дарта.
Все зависит от соотношения скоростей: линейной - детали и окружной - ножа. И все равно, ну да ладно..

Я в первом посте нарисовал в каком режиме у меня нож работает, там и намёка нет о том, что нож движется с постоянной скоростью. Там явно указана пауза, т.е. нож стоит.
Что значит:

И все равно, ну да ладно..

?

[Guest_TSerg_*]

Все от того, что Вы сразу не привели схему Вашей кинематики.
В моих реализациях были разные схемы.
Изначально я понял, что раскрой материала идет как разрез (типа болгарки), а не как рубка.
P.S.
Еще вопрос - скорость полотна не управляема?

P.P.S.
Поскольку рубку (усилия и пр) посчитать довольно тяжело, то для понимания динамики объекта управления ( это Ваш нож и цилиндр), необходимо снять динамические характеристики.
Вращение ножа с требуемой скоростью на выбеге, встреча с нагрузкой, выбег после нагрузки.
Ну и еще, ессно - все параметры (диаметр, момент инерции, скорости, толщины материалов).
Это и есть изучение объекта управления и нагрузки.

[Daedal07]

Все от того, что Вы сразу не привели схему Вашей кинематики.
В моих реализациях были разные схемы.
Изначально я понял, что раскрой материала идет как разрез (типа болгарки), а не как рубка.

Бывает. Сложно представить, зачем в таком резе ПИД- регулятор и останов ножа, но это не важно. Схему, конечно, лучше давать сразу.

Еще вопрос - скорость полотна не управляема?

Управляется оператором в ручном режиме. Больше никак пока не управляется.
Насколько я понимаю, этого здесь и не требуется.

[Guest_TSerg_*]

Управляется оператором в ручном режиме. Больше никак пока не управляется.
Насколько я понимаю, этого здесь и не требуется.

Не факт, ну да ладно.
Теперь поясните - зачем останов вращения ножа? Очень энергетически не выгодна такая схема рубки.

[Daedal07]

Не факт, ну да ладно.
Теперь поясните - зачем останов вращения ножа? Очень энергетически не выгодна такая схема рубки.

Потому что, если резать с постоянно поддерживаемой средней скоростью реза, то при малых скоростях полотна и длинных резах эта средняя скорость становится слишком маленькой и рез не получается - портится нож и заминается полотно.
А ещё может быть так, что в момент реза скорость ножа меньше,чем скорость полотна и тогда тоже брак полотна и ущерб ножу, т.к. полотно толкает нож. В этом случае вся механика может помереть.

Я уже писал, что в зависимости от длины реза и скорости полотна, нож может и не остановиться полностью, а лишь замедлиться.

Режим с постоянной средней скоростью реза, возможно, будет реализован для случаев, когда скорость полотна высокая, а длина реза маленькая, а именно меньше длины оборота ножа.
В этом случае и скорость ножа в точке реза будет больше, чем скорость полотна, и ПИД-регулятор будет работать уже на всём обороте.

[Guest_TSerg_*]

Я, конечно, всех условий работы этой резательной машины не знаю, но я бы так не делал, это точно.
Толщины реза какие? Скорости движения полотна?

[Daedal07]

Я, конечно, всех условий работы этой резательной машины не знаю, но я бы так не делал, это точно.
Толщины реза какие? Скорости движения полотна?

Толщина 2-3 мм. Скорость полотна до 60 м/мин.

Кхм.. а ПИД-регулятор сегодня настраивать будем?

Шутю. Чего читать-то по теории и по практике?
Как определить, какая модель?
Как снять отклик в условиях работы ПИД в конце оборота? И что будет откликом в моём случае?
Можно ли сделать, как уже писал два раза касательно метода Циглера–Никольса? Т.е. вращать нож с постоянной скоростью и измерить колебания в режиме П-регулятора?

[Guest_TSerg_*]

Толщина 2-3 мм. Скорость полотна до 60 м/мин.
Кхм.. а ПИД-регулятор сегодня настраивать будем?

Вы - сильно спешите, а в спешке, все как обычно - смехота получается.

Сделайте замеры динамики реза неподвижного полотна.
Т.е. разгоняем цилиндр с ножом на один оборот и рубим материал.
Регистрируем циклограмму: разгон, рубка и выбег (отключаем напряжение в момент макс. тока).
Параметры для измерения: угловая скорость, ток (момент).

[Daedal07]

Вы - сильно спешите, а в спешке, все как обычно - смехота получается.

Сделайте замеры динамики реза неподвижного полотна.
Т.е. разгоняем цилиндр с ножом на один оборот и рубим материал.
Регистрируем циклограмму: разгон, рубка и выбег (снимаем напряжение в момент макс. тока).

Напряжение с выхода привода постоянного тока(стоит после контроллера с ПИД-регулятором), который выдаёт ток на двигатель, правильно я понимаю?

После того, как рез совершён, останавливать нож плавно или просто снимать управляющее напряжение, подаваемое с контроллера на привод?

[AlexandrY]

Я пока не понял, как по уму ПИД настраивается, но после определения воздействия и отклика, думаю, тулза матлаба мне поможет. С Вашей помощью, конечно.)

В идеале воздействие - крутящий момент двигателя.
Отклик - это угловая скорость ножа.

Но ни крутящий момент вы не знаете, как я понял, ни угловую ножа, поскольку энкодер не на ноже, а на двигателе.
А от двигателя до ножа идут эффекты растяжения, проскальзывания ремня, клиновидные ремни еще и передачу слегка варьируют, неидеальность и дискретность энкодера и его задержка реакции.

Т.е. для Matlab-а вам придется давать данные вида: напряжение на двигателе - угловая скорость двигателя.

Крутящий момент от напряжения зависит нелинено.
Короче, на самом деле ваша желаемая модель напряжение на двигателе - угловая скорость ножа не может быть описана простыми рациональными дробями в s-области.
И Matlab со своими линейными моделями это только жалкое подражание реальному миру.
Поэтом не заморачивайтесь на порядке модели, берите минимальный начиная с 2-х, приближающийся по соответствию к 70%
После тюнинга PID-а будете иметь коэффициенты хотя бы тех же порядков что и искомые.
Но дальше ручками или автоматизированным поиском на живом объекте.

[Guest_TSerg_*]

Напряжение с выхода привода постоянного тока(стоит после контроллера с ПИД-регулятором), который выдаёт ток на двигатель, правильно я понимаю?
После того, как рез совершён, останавливать нож плавно или просто снимать управляющее напряжение, подаваемое с контроллера на привод?

Регистрируем: напряжение, ток, обороты, т.е. снимаем электрические и механические параметры с частотой 1:100 к частоте переходных процессов;
- разгоняем объект с номинальным ускорением
- в момент рубки возникает рубящий момент, ему соответствует макс. ток;
- в момент макс. тока отключаем напряжение с движителя полностью и регистрируем выбег (обороты - время.).
Остатки полотна убрать, дабы не было лишнего торможения.

Крутящий момент от напряжения зависит нелинено.

Лександро, ну хватит уже мальчику мозги полоскать.

P.S.
Да, кстати - что за движок(и)?

[Daedal07]

В идеале воздействие - крутящий момент двигателя.
Отклик - это угловая скорость ножа.

Но ни крутящий момент вы не знаете, как я понял, ни угловую ножа, поскольку энкодер не на ноже, а на двигателе.
А от двигателя до ножа идут эффекты растяжения, проскальзывания ремня, клиновидные ремни еще и передачу слегка варьируют, неидеальность и дискретность энкодера и его задержка реакции.

Угловую скорость ножа я могу измерить, я ведь знаю передаточное число для энкодера. На кинематической схеме показано К = 5.

Растяжение и прочие эффекты, наверняка, есть, но их влиянием пренебрегаю. На одном обороте ножа всегда приходится строго одно и тоже число импульсов энкодера, т.е. проскальзывания, видимо, нет всё-таки. У ножа стоит датчик оборота, срабатывает точно.

Т.е. для Matlab-а вам придется давать данные вида: напряжение на двигателе - угловая скорость двигателя.

Вроде бы понятно.

Крутящий момент от напряжения зависит нелинено.

Про это уже успел узнать, спасибо.

Короче, на самом деле ваша желаемая модель напряжение на двигателе - угловая скорость ножа не может быть описана простыми рациональными дробями в s-области.
И Matlab со своими линейными моделями это только жалкое подражание реальному миру.
Поэтом не заморачивайтесь на порядке модели, берите минимальный начиная с 2-х, приближающийся по соответствию к 70%
После тюнинга PID-а будете иметь коэффициенты хотя бы тех же порядков что и искомые.
Но дальше ручками или автоматизированным поиском на живом объекте.

Спасибо за ценную информацию.
Пошёл искать, как эта модель выглядит.))
Книги по ПИД с закромов скачал, тем более уже.

Регистрируем: напряжение, ток, обороты, т.е. снимаем электрические и механические параметры с частотой 1:100 к частоте переходных процессов;
- разгоняем объект с номинальным ускорением
- в момент рубки возникает рубящий момент, ему соответствует макс. ток;
- в момент макс. тока отключаем напряжение с движителя полностью и регистрируем выбег (обороты - время.).
Остатки полотна убрать, дабы не было лишнего торможения.

Спасибо! Завтра постараюсь провести замеры.

Лександро, ну хватит уже мальчику мозги полоскать.

Я уж думал не будет "мальчиков" и т.д. Ничего, расти не страшно.

P.S.
Да, кстати - что за движок(и)?

Посмотрю шильдик завтра.

[Guest_TSerg_*]

Я уж думал не будет "мальчиков" и т.д. Ничего, расти не страшно.

Не обижайся.. Это отношение, как учителя к ученику.

[Daedal07]

Не обижайся.. Это отношение, как учителя к ученику.

Без проблем. Не обижаюсь.

Завтра отпишусь по результатам измерений.