利用 PID 进行张力控制的综合指南 R B&amp (利用pid进行ad采样模块设计的方法)

gongkongedit

宣布于：2003-06-2422:45:00楼主1张力控制的背景塑料挤出行业中，管材和薄膜挤出消费线中经常要用到张力控制，纺机行业中，织机和卷染机都要用到张力控制。从这些张力控制的特性看，张力控制的指标是张力值，控制的对象是变频器或伺服，所加工的材质都是软性料。所驳回的控制手腕重要有以下三种：第一、张力控制普通驳回PID控制。PID控制成果的好坏重要在于采样期间、滤波期间、增益、积分、微分等PID参数的调理。第二、由于变频器的设定到实践速度稳固有一个滞后环节，这一滞后环节往往影响控制系统的灵活跟踪。前馈控制可以很好的处置灵活跟踪疑问。第三、张力控制时，低速PID参数到高速时或许不适宜，或许不同速度段的PID参数或许不通用，因此PID参数的线性化是处置该疑问的首选。总之，张力控制的环节中，灵活和稳态都必定统筹到，繁多形态和全程都必定思考。张力传感器的普通方式2控制实践2.1普通PID调理器原理图W疏导值(设定值)X被调值(实践值)Y调理值P比例调理值I积分调理值D微分调理值E调理偏向Kp比例增强系数Tn滞后期间Tv超调期间Y=Kp*[e+Ta/Tn*sum(e)+Tv/Ta*de]上式在实践运行中，Kp,Ta,Tn,Tv的决定是关键。2.2前馈控制普通变频器速度设定到实践速度稳固有滞后，假设后一台变频仅依据两边张力传感器来调理，将会产生如下状况：前一台变频器设定速度变动，延时一段期间，实践速度扭转，再延时一段期间，张力传感器张力扭转；后一台变频器依据张力控制的PID值调理设定速度，该设定值经过一段期间延时，到实践速度扭转，一段期间积攒后，张力该变。这其中，变频设定速度到实践速度之间有延时，造成张力传感器反响有很大延时，容易形成调理超调，特意当消费速度很快时，很容易形成大幅度震荡。变频器设定速度到实践速度稳固有延时无前馈控制的PID调理系统参与前馈控制，可以提高灵活照应。由于前后变频器可以看作线性相关，因此前馈局部公式简化为：V2=K12*V1K12为前后牵引机的转速比这样，总的公式为：Y=K12*V1+Kp*[e+Ta/Tn*sum(e)+Tv/Ta*de]其中e=W-X2.3PID参数线性化PID参数线性化的前提：全程PID参数的变动是可线性的，即可以近似用较少的折线相连来示意的。线性化方法参见下图：PID参数的线性化线性化的折线线段应尽或许地接近所模拟的曲线，使该曲线上的点散布在折线两边的概率和距离之和近似相等。3成功方法3.1采样周期决定普通准则:采样期间的选定应保障调理回路中最快的事情能被采样几次。太长的采样期间增强了振荡偏向而且经过漂移效应容易造成失控。太短的采样期间不只不用要地消耗运算资源甚至还能造成参数输入的艰巨.采样期间确定的规范:继续缩短采样期间不再会惹起调理性能的显著改善。3.2PID参数调理方法Kp:尽或许调高，由于一个较大的Kp可使调理回路既快又准确。但过初等Kp值可造成超调甚至振荡(不稳固)。可用的初始值:1/Ks(Ks=调理对象的静态加大系数=开环稳态输入对输入的比)。从一个较小的值开局一步步翻倍调整，直至产生振荡趋向，而后再回调，使振荡消弭。在参与超后期间后，Kp往往还可以再显著调大。Ki:目的是消弭P-调理器的残余误差。决定好初始值，而后一步步减半,直至产生振荡，再回调，使振荡消弭。Kd:微分器作为实践值振荡的阻尼。决定好初始值，而后一步步加倍,直至产生振荡，再回调，使振荡消弭。3.3滤波参数的决定滤波器用于克服测量噪声。初始值:Td/10，一步步加倍,直至反作用如阶跃照应产生振荡偏向，再回调，使振荡消弭。3.4线性化步骤第1步：从最低速到最高速设定N组PID参数值：选最低速度、最高速度和两边的8个速度；第2步：针对每一个速度，调理好PID参数，使系统在这一速度下的动稳态性能到达最佳；第3步：智能升降速环节中，以前一台变频器为基准，按必定步长，颠簸调整前一台变频器速度设定值。后一台变频器依据张力PID调理值设定速度，其中PID参数值依据这N组PID参数对整线的速度插补求得；3.5步长决定在规则全程加减速期间的前提下，步长/减速距离=常数，加大步长，可以缩小调整频率；减小步长，必定增大调整频率。步长越大，系统调理成果越差。因此，应尽或许决定小步长；但变频器对设定速度有一个最小的敏感值（如LENZE变频这个值为0.02），这个步长应大于这个敏感值，否则这么小的步长调整是没无心义的。实践运行中，普通选为1倍敏感值以上步长即可。3.6线性化计算：这里给出线性化在B&RPLC上的运行。B&RAutomationStudio是一个基于Windows环境专为开发B&R产品运行软件的多指标集成开发系统，允许6种不同的编程言语：梯形图（LAD）、指令表（IL）、结构文本（ST）、顺序结构（SFC）、ANSI-C、AutomationBASIC。这里线性化例程用ANSI-C编写。/*longx，y:指针;shortpoints:x,y曲线共有points个点；longinput：x曲线上某点；前往值：对应y曲线上某点*/longlin(long*x,long*y,shortpoints,longinput){shorti;floatdx;floatk;floatoutput=0;if(points>=2){/*Searchingfortheusefullpoint*/for(i=0;i<points;i++){/*Pointfound->stopsearching*/if(x[i]>input)break;}/*Ifwefoundausefullpoint=>calculateoutput*/if((0 ouput=y[0]*/output=y[0];elseif(i==points)/*Inputhigherthanx[points]->output=y[points]*/output=y[points-1];return(long)output; 收藏 约请回答 回复楼主 投诉