Điều khiển vị trí dc servo

Một trong số những vấn đề từng làm choáng váng tổ thiết kế robot giữa những năm qua là robot chạy không đúng định, vừa new lập trình chạy được khi chạy thêm một vòng nữa thì lại bị lỗi, lúc Pin đầy robot chạy tốt , pin sạc yếu một chút thì lại chạy sai. Câu hỏi dừng tại một vị trí đúng đắn nào đấy bên trên sân cũng khá quan trọng, tuy nhiên robot lại khi thì dừng khu vực này, cơ hội lại ngừng dừng địa điểm kia.

Bạn đang xem: Điều khiển vị trí dc servo

Sau nhiều nghiên cứu và phân tích một phương án đã được search ra, sẽ là bộ tinh chỉnh động cơ dùng giải mã PID. Kỹ thuật tinh chỉnh PID tuy ko phải là 1 kỹ thuật tinh chỉnh mới, dẫu vậy lại là kỹ thuật phổ cập nhất chuyên dùng làm điều khiển các hệ thống trong công nghiệp như hệ thống lò nhiệt, điều khiển tốc độ, vị trí, moment bộ động cơ AC cùng DC. Trong những lý do bộ điều khiển và tinh chỉnh PID trở nên thịnh hành như vậy là do tính đơn giản, dễ xúc tiến trên số đông vi xử lý nhỏ với hiệu năng đo lường hạn chế.

Cấu trúc phổ biến của khối hệ thống vòng bí mật như sau:

Hình 1: cấu trúc chung của khối hệ thống điều khiển vòng kín

Trong hình vẽ trên:

- Plant: là khối hệ thống cần được điều khiển

- Controller: cung ứng tín hiệu điều khiển cho Plant, được thiết kế để điều khiển tổng thể đáp ứng của hệ thống.

Hàm truyền của bộ tinh chỉnh PID có dạng như sau:

Trong đó:

- KP: Độ lợi khâu tỷ lệ

- KI: Độ lợi khâu tích phân

-KD: Độ lợi khâu vi phân

Biến số (e) đại diện cho không nên số giữa giá chỉ trị mong ước (R) và giá trị ngõ ra (Y). Không nên số này (e) đang được đưa tới bộ điều khiển và tinh chỉnh PID, với bộ tinh chỉnh này sẽ thống kê giám sát cả vi phân cùng tích phân của biểu đạt sai số này. Biểu lộ (u) sẽ có được giá trị như sau:

Tín hiệu (u) sẽ tiến hành đưa đến đối tượng người tiêu dùng điều khiển với ta đang thu được một biểu đạt (Y) mới. Bộc lộ này đang lại được chuyển đến cảm ứng để giám sát ra sai số bắt đầu (e). Bộ tinh chỉnh lại thống kê giám sát các giá trị vi phân, tích phân của không đúng số này. Quy trình cứ vậy lặp đi lặp lại.

Đặc tính của bộ điều khiển và tinh chỉnh P, I với D: cỗ điều khiển phần trăm (KP) có công dụng làm giảm thời gian lên cùng sẽ làm giảm, nhưng mà không triệt tiêu, không nên số sống trạng thái xác lập (steady- state error).

Bộ điều khiển và tinh chỉnh tích phân (KI) đang triệt tiêu không đúng số ngơi nghỉ trạng thái xác lập, dẫu vậy lại có thể làm giảm unique của đáp ứng nhu cầu quá độ.

Xem thêm: Tenis Trực Tiếp - K+ Pm Online Nhanh Nhất

Bộ điều khiển và tinh chỉnh vi phân (KD) sẽ làm tăng mức độ ổn định của hệ thống, bớt độ vọt lố cùng tăng chất lượng đáp ứng quá độ.

Tác rượu cồn của từng bộ điều khiển KP, KI, KD được trình diễn trong bảng sau:

	Thời gian lên	Độ vọt lố	Thời gian quá độ	Sai số xác lập
KP	Giảm	Tăng	Thay thay đổi nhỏ	Tăng
KI	Giảm	Tăng	Tăng	Triệt tiêu
KD	Thay thay đổi nhỏ	Giảm	Giảm	Thay đổi nhỏ

Cần để ý rằng trong bộ tinh chỉnh PID, sự những tác động này có thể không chính xác, vì chưng KP, KI với KD nhờ vào lẫn nhau. Thực ra, biến đổi một trong các thông số kỹ thuật này hoàn toàn có thể làm đổi khác tác đụng của hai thông số còn lại.

Chỉnh định bộ điều khiển và tinh chỉnh PID bằng cách thức Zeigler – Nichols: Ban đầu, đặt tất cả các độ lợi KP, KI, KD bằng 0. Sau đó tăng KP lên cho tới khi có được giá trị độ lợi Ku, là độ lợi mà lại ở đó ngõ ra của hệ thống bắt đầu dao đụng với biên độ không đổi. Ku với chu kỳ xê dịch Tu được sử dụng để đo lường các độ lợi KP, KI, KD dựa vào công thức sau.

Bộ điều khiển	KP	KI	KD
P	Ku/2	-	-
PI	Ku/2.2	Tu/1.2	-
PID	Ku/1.7	Tu/2	Tu/8

Driver PID cho bộ động cơ DC:

Hình 2: Sơ vật dụng khối phần cứng

Trong mạch điều khiển này, vi điều khiển đóng vai trò đặc trưng nhất. Nó dìm tín hiệu tinh chỉnh và điều khiển từ main board, biểu thị hồi tiếp từ rượu cồn cơ trải qua incremental encoder để đo lường ra cực hiếm PWM quan trọng xuất ra cho bộ khuếch đại công suất điều khiển động cơ đạt tốc độ/vị trí mong muốn muốn. Như đã nói sinh sống trên, PID là thuật toán tinh chỉnh khá solo giản, bởi đó, ta rất có thể sử dụng các vi tinh chỉnh và điều khiển từ loại 8bit (8051, AVR, PIC16, PIC18) tới các dòng thời thượng hơn như mẫu 16bit (dsPIC, PIC24) hoặc 32bit (ARM, PIC 32bit, AVR 32bit).

Incremental encoder cũng là phần tử không thể thiếu thốn trong hệ thống, nó đưa thông tin về trạng thái bây chừ của hệ thống cho vi điều khiển. Encoder tất cả độ phân giải càng cao thì cho quality điều khiển càng tốt. Tuy nhiên, encoder có độ sắc nét cao thì cũng yêu thương cầu năng lực xử lý của vi điều khiển cao hơn.

Khối năng suất nhằm cung ứng điện áp đúng chuẩn điều khiển cồn cơ chuyển động dựa trên việc xử lý, tính toán của vi điều khiển. Phụ thuộc vào công suất của hộp động cơ cần điều khiển và tinh chỉnh mà ta nên thiết khối này mang đến phù hợp.