मैं उन लोगों के लिए अपने अनुभव से थोड़ा विस्तार करने की कोशिश करूँगा जो दिलचस्पी ले सकते हैं। मुझे लगता है कि समस्या यह है कि हमारे पास बहुत सारे नियंत्रण सिद्धांत हैं जो कुछ हद तक दुर्गम हैं (और कभी-कभी उपयोगी नहीं हैं) और फिर हमारे पास अंगूठे के नियम हैं जो उन प्रणालियों के बारे में धारणा बनाते हैं जो अक्सर गलत होते हैं।
स्थिरता
आइए सबसे पहले बात करते हैं कि नियंत्रण छोर अस्थिर क्यों हो जाते हैं। इस चर्चा के लिए मैं एक लीनियर प्रणाली मानूंगा। अनौपचारिक रूप से इसका मतलब है कि यदि आपका नियंत्रण संकेत किसी दी गई आवृत्ति पर साइन की लहर है तो आपका मनाया गया आउटपुट समान आवृत्ति पर है और यदि आप अपने नियंत्रण प्रणाली के आयाम को बदलते हैं तो आपका आउटपुट उसी अनुपात में प्रतिक्रिया करता है। यह धारणा कई वास्तविक दुनिया प्रणालियों के लिए एक अच्छा सन्निकटन है और हमें अलगाव में अलग-अलग आवृत्तियों को देखने देती है।
यदि आप नियंत्रण पथ को देखते हैं तो आपके पास एक सेट-पॉइंट, आपका पीआईडी नियंत्रक, आपका सिस्टम (उर्फ "प्लांट") है, और फिर आपका सेंसर है। अपने सेंसर से एक निश्चित सेट-पॉइंट और एक साइन लहर की कल्पना करें (यह सेंसर में एक वास्तविक दुनिया की गड़बड़ी के बराबर है, वापस खिलाया गया)। एक अस्थिर प्रणाली में आपकी प्रतिक्रिया नियंत्रण लूप को त्रुटि को बढ़ाने के बजाय इसे कम करने का कारण बनती है, जैसे ही समय बढ़ता है आपका आयाम बढ़ता है। ऐसा होने का कारण देरी है, या इस आवृत्ति के लिए इनपुट और आउटपुट के बीच एक चरण बदलाव है। किसी दी गई आवृत्ति के लिए हम उस खुले लूप (यानी कोई प्रतिक्रिया नहीं) शिफ्ट और आउटपुट के आयाम को देख सकते हैं और जब हम उन सभी को एक ग्राफ पर खींचते हैं तो हमें एक बोड प्लॉट जैसा कुछ मिलता है। यदि हमारे पास इस खुले लूप ग्राफ में एक स्थिति है जहां त्रुटि बढ़ रही है तो हमारे पास एक अस्थिर प्रणाली है। यदि विलंब 1/2 से कम है तो तरंग दैर्ध्य या लाभ X1 से कम है तो सिस्टम स्थिर होगा । व्यवहार में हम उस बिंदु (लाभ मार्जिन और चरण मार्जिन) से कुछ मार्जिन चाहते हैं यही कारण है कि आप मैनुअल / हेयूरिस्टिक विधियों में से कई में "बैकिंग ऑफ" देखेंगे।
उन मैनुअल तरीकों के साथ मुख्य समस्या यह है कि आप अंधे उड़ रहे हैं और आपको खराब नियंत्रण प्रणाली प्राप्त करने की बहुत गारंटी है।
यह भी ध्यान रखें कि पी, आई और डी का अर्थ आपके सेंसर को मापने और आपके द्वारा लागू किए जाने वाले नियंत्रण से संबंधित है। घर में निर्मित नियंत्रकों में एक आम गलती लोगों को यह सोचने के लिए है कि वे पी लागू कर रहे हैं जब वे वास्तव में नहीं होते हैं। मोटर नियंत्रकों में अक्सर एक पोजिशन लूप होता है, जो टॉर्क लूप पर चलने वाले वेग लूप से अधिक होता है। (एक झरना )
ठीक है, लेकिन यह हमारी मदद कैसे करता है?
पहला बिंदु मैं यह बताना चाहूंगा कि यदि आप अपना स्वयं का पीआईडी नियंत्रक बना रहे हैं तो आपको ओपन लूप प्रतिक्रिया को मापने का एक तरीका भी बनाना चाहिए। अपने नियंत्रक के इनपुट पर एक आवृत्ति स्वीप करें और फीडबैक के साथ सेंसर के आउटपुट को मापें। फिर आप खुले लूप बोडे प्लॉट को आकर्षित कर सकते हैं और देख सकते हैं कि आपका सिस्टम स्थिर क्यों है और विभिन्न नियंत्रणों को बंद करने में सक्षम है। बंद लूप प्रतिक्रिया को मापने के लिए भी उपयोगी है और लूप बंद होने के दौरान आप अपने सेट-पॉइंट की आवृत्ति स्वीप करके किसी भी सिस्टम के साथ कर सकते हैं। ये दोनों उस कठिन नहीं हैं और सैद्धांतिक ज्ञान की बहुत आवश्यकता नहीं है।
यदि आप किसी भी समझ के बिना नियंत्रण को घुमा रहे हैं तो हुड के नीचे क्या चल रहा है, आप अपने सिस्टम को ऑप्टिमाइज़ नहीं कर पाएंगे। इन प्रणालियों के बारे में कुछ अंतर्ज्ञान का निर्माण करना उतना कठिन नहीं है। उदा। आनुपातिक लाभ का चरण पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, लेकिन सभी आवृत्तियों पर खुले लूप का लाभ बढ़ जाता है। तो आप क्या कर रहे हैं जब आप उन सभी मैनुअल ट्यूनिंग विधियों में आनुपातिक लाभ में वृद्धि कर रहे हैं, जहां चरण -180 पर जाता है, आवृत्ति की खोज कर रहे हैं। अपनी आवृत्ति प्रतिक्रिया पर विभिन्न नियंत्रणों के प्रभाव के बारे में कुछ और विचार प्राप्त करने के लिए इसे देखें ।
काफी बार सबसे अच्छा बंद लूप प्रदर्शन हो रहा है जिसमें सिस्टम को जोड़ना और न केवल नियंत्रक लाभ शामिल हैं। आप जो चाहते हैं वह सिस्टम को "कठोर" बनाना है। यह आपको नियंत्रण मापदंडों को रैंप करने देगा और सबसे अच्छा खुला और बंद लूप बैंडविड्थ प्राप्त करेगा। मोटर नियंत्रण अनुप्रयोगों में मेरे अनुभव में आनुपातिक लाभ वह है जो "काम" और इंटीग्रेटर "आराम" में से अधिकांश करना चाहिए। मुझे नहीं लगता कि आपको एक डी शब्द की आवश्यकता है। कम पास फिल्टर और एक पायदान फिल्टर होने से उन स्थितियों में बहुत मदद मिलती है, जहां आपके पास कुछ यांत्रिक अनुनाद हो सकते हैं, लेकिन बिना बोड प्लॉट के उन्हें स्थापित करना बहुत मुश्किल है (बंद लूप के तहत आपके द्वारा देखे जाने वाले दोलन आवृत्ति खुले लूप एक से भिन्न हो सकती है)।
यदि सुरक्षा एक चिंता है (बहुत शक्तिशाली मोटर्स या एक प्रणाली जो नियंत्रण से बाहर जाने वाली मोटर द्वारा नष्ट हो सकती है) तो आपको सिस्टम की सुरक्षा के लिए ट्यूनिंग (जैसे वर्तमान सीमा, अधिकतम स्थिति त्रुटि) शुरू करने से पहले कुछ सीमाएं डालनी होंगी। फिर आपको मापदंडों की सीमा के लिए किसी प्रकार का अनुभव प्राप्त करने की आवश्यकता है। यदि आपकी प्रतिक्रिया में प्रति चक्कर 40 गिनती या रोटेशन की 4000 गणना है, तो आपके पैरामीटर किसी दिए गए सिस्टम के लिए 100 का कारक होगा। मेरा दृष्टिकोण सबसे पहले एक ऐसी सीमा को खोजना होगा, जहां आपके पास कुछ खराब नियंत्रणीयता है और फिर पी के साथ शुरू होने से रैंप पर है और फिर मैं (हालांकि फिर से आप अंधा हो रहे हैं)। बैकिंग इस स्थिरता मार्जिन बनाता है।
बंद लूप से परे
बंद लूप सिस्टम से त्रुटि को बाहर निकालने का प्रयास करता है। यह हमेशा कुछ हद तक सीमित प्रदर्शन करने वाला है। आप जो करना चाहते हैं वह त्रुटि आपके बंद लूप नियंत्रक को देखता है और ऐसा करने का एक तरीका है जो फ़ीड फॉरवर्ड नामक तकनीक के माध्यम से होता है। फीड-फ़ॉरवर्ड में आप कंट्रोलर के चारों ओर जाते हैं और सिस्टम पर सीधे कमांड चलाते हैं। इसका एक उदाहरण त्वरण फ़ीड-फारवर्ड होगा। यदि आप जानते हैं कि आप मोटर के टॉर्क स्थिर हैं और आप लोड को जानते हैं तो आप बहुत कुछ बता सकते हैं कि लोड के एक निश्चित त्वरण को प्राप्त करने के लिए आपको कितने करंट की आवश्यकता होती है। आप बस कमांड इनपुट त्वरण लेते हैं, इसे एक स्थिर से गुणा करते हैं और नियंत्रक ड्राइव कमांड में जोड़ते हैं। आप मूल रूप से वही कर रहे हैं जो सिस्टम को चलाने के लिए होगा यदि कोई नियंत्रक नहीं था और करीब आप कम त्रुटि प्राप्त कर सकते हैं जो आपके लूप को बाहर निकालना है और आपका सिस्टम बेहतर प्रदर्शन करेगा। यह अभ्यास में एक बड़ा अंतर बनाता है।
