ПИД-регулятор со смещенным центром

Простейшие вопросы в области инженерной разработки

ПИД-регулятор со смещенным центром

Postby Sevas on 05 Sep 2018, 21:57

Столкнулся с довольно интересным эффектом при настройке ПИД-регулятора.
Попробую описать проблему.

Пусть имеется автомобиль, рулевые колеса управляются ПИД-регулятором.

ПИД регулятор работает по классической логике. Также имеется защита от интегрального насыщения.

pid = Kp*err + Ki*integral + Kd*derivative (1)

Допустим имеется задача ехать прямо, из сенсоров имею гиротахометр, измеряющий угловую скорость поворота автомобиля, wy. По моим условиям другие сенсоры применять нельзя, то есть управляемый процесс именно угловая скорость.

тогда по логике ПИД-регулятора, чтобы авто ехал прямо его угловая скорость wy = 0
в этом случае выход пид регулятора согласно (1) со временем будем также = 0.

SetPoint = 0
err = SetPoint - wy

Вроде бы все очевидно.
И вот тут сама проблема.

Если автомобиль в идеальных условиях в идеальном состоянии, то все в порядке, если pid = 0, значит колеса повернуто строго прямо, что обеспечивает wy = 0, то есть нет поворота.

Но, если по какойто причине у автомобиля есть неправильная геометрия или еще что-то, то возможен случай, когда выход пид регулятора = 0, но физически колеса в этом случае повернуты неправильно, то есть как бы смещены, что приводит к тому, что wy не равно 0.
То есть пид регулятор "думает" что колеса прямо, но на самом деле нет.
Величина отклонения колес от идеального прямого положения заранее неизвестна.+ может принимать разные значения на разной скорости авто.
И все вместе это приводит к тому что начинаются колебания туда сюда. пид-регулятор пытается выпрямить, но не получается.

Автомобиль взял в качестве более наглядного примера, чтобы понятнее объяснить. На самом деле объект управления другой.
Я пытался в книгах искать подобную проблему, но именно такого случая не нахожу.

Подскажите как решить такую проблему.

Надеюсь изложил понятно.
Sevas
user
user
 
Posts: 88
Joined: 23 Feb 2011, 19:32
Location: Sevastopol
LabVIEW Version: 13
Karma: 30

Re: ПИД-регулятор со смещенным центром

Postby Andrew Lunev on 06 Sep 2018, 00:41

У вас ошибка в выводах по логике работы ПИД-регулятора.
Sevas wrote:тогда по логике ПИД-регулятора, чтобы авто ехал прямо его угловая скорость wy = 0
в этом случае выход пид регулятора согласно (1) со временем будем также = 0.
Если у вас имеется интегральная составляющая в ПИД-регуляторе, то при равенстве SP и PV на выходе регулятора будет не ноль, а константа, которая как раз автоматически и обеспечит положение колес при котором Error=SP-PV=0. То есть если SP не равно PV, то выход ПИД регулятора меняется, если равны, то константа за счет накопленной интегральной части. Обнулятся только П и Д составляющие. Эта константа на выходе и обеспечит нужное смещение колес.
User avatar
Andrew Lunev
leader
leader
 
Posts: 870
Joined: 11 Dec 2010, 12:31
Location: Москва
Medals: 2
Activity (1) Professionalism (1)
LabVIEW Version: 2018
Karma: 250
hardware I/O VIP teachers


Return to Для чайников

Who is online

Users browsing this forum: Yandex and 12 guests

cron