Comment s'effectue le contrôle PIV?

J'envisage d'expérimenter avec le contrôle PIV au lieu du contrôle PID. Contrairement au PID, le contrôle PIV a très peu d'explications sur Internet et la littérature. Il existe presque une seule source d'information expliquant la méthode, qui est un document technique de Parker Motion .

Ce que je comprends du diagramme de la méthode de contrôle (qui est dans le domaine Laplace) est que la sortie de contrôle se résume à la somme de:

Kpp * (intégrale de l'erreur de position)
-Kiv * (intégrale de la vitesse mesurée)
-Kpv * (vitesse mesurée)

Ai-je raison? Je vous remercie.

control otherservos pid Ayberk Özgür
la source

Je n'ai jamais entendu parler d'une telle chose et, pour être honnête, l'acronyme est assez étrange. Si vous parlez de contrôle de position, la vitesse ne serait-elle pas la même que la dérivée? Ce que je trouve intéressant, c'est que l'intégrale de l'erreur de position n'est pas là, c'est comme si vous aviez un contrôleur PD avec deux sources d'informations de position (position mesurée et intégrale de la vitesse). Pourriez-vous lier l'article afin que nous puissions répondre à votre question?

georgebrindeiro

Le contrôle PIV est expliqué ici: parkermotion.com/whitepages/ServoFundamentals.pdf

Ayberk Özgür

Il s'agit essentiellement d'une forme de contrôleurs en cascade. Expliqué un peu ici: en.wikipedia.org/wiki/PID_controller#Cascade_control

Guy Sirton

Réponses:

Il me semble qu'il existe trois différences fondamentales entre la topologie PID classique et la topologie dite PIV mentionnée dans le livre blanc:

La vitesse souhaitée est supposée être proportionnelle à l'erreur de position, le terme régule. $K_p$
Le gain d'erreur intégral d'éliminer les erreurs d'état stationnaire de vitesse et non de position. C'est essentiellement la même chose, cependant, en raison de l'article # 1. $K_i$
L'estimation de la vitesse passe directement par le terme (au lieu de considérer la dérivée de l'erreur de position). $K_v$

Dans l'article, ils affirment que le principal avantage de cette topologie est qu'elle est plus facile à régler.

La sortie du contrôleur est formée comme suit:

$e_\theta=\theta^*-\theta\\ e_\omega = (K_pe_\theta-\hat{\omega})\\ \text{output} = \int K_ie_\omega dt - K_v\hat{\omega}$

Bien sûr, puisque vous allez probablement le programmer, l'intégrale est remplacée par une variable d'accumulateur comme suit:

$e_\theta=\theta^*-\theta\\ e_\omega = (K_pe_\theta-\hat{\omega})\\ \text{integral} = \text{integral} + K_ie_\omega \Delta t \\ \text{output} = \text{integral} - K_v\hat{\omega}$

georgebrindeiro
la source

La vitesse angulaire estimée

a son propre coefficient

droite?

\hat{ω}

$\hat{\omega}$

K_{p v}

$K_{pv}$

Ayberk Özgür

Je suppose également que PIV n'est pas très utile dans la pratique, donc pas populaire.

Ayberk Özgür

Oui, tu as raison, j'ai oublié d'ajouter ça. Je ne sais pas si le problème est son utilité ... Ce n'est tout simplement pas vu dans la littérature standard, bien qu'il soit justifiable. C'est probablement quelque chose qui a été développé en interne car il répondait à leurs besoins, mais ce n'est pas si différent de PID.

georgebrindeiro

nous utilisons PIV pour réguler une roue sur un système de roues à pattes. En raison de la forme (irrégulière) de la roue, la position est importante. Cependant, dans des situations normales, vous souhaitez réguler la vitesse. Le PIV tenait compte des deux et donne de meilleurs résultats que le PID.

sylvain.joyeux

@ AyberkÖzgür Presque tous les systèmes de contrôle de mouvement commerciaux utilisent une certaine variation de contrôleurs PID en cascade avec une certaine similitude avec cela. Par exemple Parker, Baldor, ACS, Copely, ACS, Delta-Tau ... Ce type de boucle de position à gain proportionnel uniquement sur une boucle de vitesse PI est très courant, mais différents fournisseurs ont certainement leurs propres légères variations. Un système aura généralement également une boucle de courant et divers composants à action directe. Il est vrai que dans les cercles d'amateurs, c'est l'OMI moins populaire parce que les performances sont moins préoccupantes que simples.

Guy Sirton

Une boucle PID et une boucle dite PIV avec des gains égaux devraient avoir la même réponse à une perturbation, donc je ne sais pas pourquoi l'affirmation selon laquelle la réponse à la perturbation est meilleure ou pire.

Comme mentionné, le dérivé "coup de pied" sera moins, ce qui peut être une bonne chose si vous donnez des entrées tranchantes.

De plus, il peut y avoir des avantages car la chose sort de la saturation de l'intégrateur, selon la façon dont vous implémentez votre anti-liquidation.

Généralement, la soi-disant boucle PIV n'est qu'un moyen d'affecter les zéros de la fonction de transfert en boucle fermée. C'est un cas particulier d'un schéma plus général où la sortie de votre contrôleur est (en notation Laplace)

Y (s) = \frac{k_{f i} U (s) - k_{b i} X (s)}{s} + (k_{f p} U (s) - k_{b p} X (s)) + (k_{f d} U (s) - k_{b d} X (s)) s

$Y(s)=\frac{k_{fi}U(s) - k_{bi}X(s)}{s} + \left(k_{fp}U(s) - k_{bp}X(s)\right) + \left(k_{fd}U(s) - k_{bd}X(s)\right)s$

Y

$Y$

U

$U$

X

$X$

k_{x x}

$k_{xx}$

k_{b x}

$k_{bx}$

k_{f x}

$k_{fx}$

$k_{bp}=0$ $k_{bd}=0$

TimWescott
la source

Êtes-vous sûr Tim? Voir ici page 3-26 web.stanford.edu/class/archive/ee/ee392m/ee392m.1056/… qui est essentiellement la même configuration ... Vous dites donc que cela équivaut à un PID "plain ol" " boucle sur la position? À tout le moins, vous penseriez que ce qui se trouve à l'intérieur de la boîte d'estimation de «vitesse» est important. Et s'ils sont équivalents, pourquoi tout le monde semble-t-il se soucier des contrôleurs en cascade pour le contrôle de mouvement?

Guy Sirton

Dans l'industrie, ce type de contrôle est encore généralement appelé contrôle PID et j'en ai vu de nombreuses applications. Son principal avantage provient du fait qu'il supprime le "coup de pied dérivé" provoqué par un changement brusque du point de consigne et est donc utile pour les applications où le suivi du point de consigne est le plus important (plutôt que le rejet rapide des perturbations). Voir http://www.controlguru.com/wp/p76.html .

Image montrant la différence de coup de pied dérivé de PID et PIV http://controlguru.com/wp-content/uploads/2015/08/pidkickbig.jpg

ddevaz
la source

Pour info, le deuxième lien est rompu ...

daaxix