ПИД-регулирование. Общие вопросы.

[Lexxa]

И вообще. Скорость вращения двигателем это единственное чем мы можем управлять.
Крайне неправильно использовать в качестве регулируемого ПИДом параметра положение. Никакой мягости хода не будет.

[Nick]

хмм... интересно, как это можно замерить? вот скажем будет у меня серва, повешу на нее блин от штанги и буду гонять. Что нужно измерять, чтобы понять какой вид управления хуже?

ferror?

[Lexxa]

ну хоть бы и ferror.
Ник, координаты можно только отслеживать, а управлять только скоростью при условии того, что момент двигатель держит.

[xentaur]

ооооооооооооочень важно по какой траектории сверло придет в точку сверления!!!!

Читайте внимательней - станок сверлильный, по контуру идти не нужно. Для сверлильных важна безопасная высота. Пришли в точку опустили пиноль, просверлили, подняли. Всё.

Нет. Если управляешь скоростью, то контролировать надо скорость (про ПИД), и одновременно контролировать положение (про траекторию)
Все современные серовприводы имеют двойной контур ПИД - момент и скорость. Не современные - только момент. Поддержанием заданной(расчетной) скорости занимается в этом случае ЧПУ, а привод обеспечивает лишь заданный момент. Поэтому если, например, сервопривод имеет управление +-10В, то супер неправильно подгонять значения PID, регулирующего положение, чтобы станок нормально ездил.

Заблуждение. Управление +-10В это всего лишь аналоговый способ задания. Может задавать что угодно (скорость, момент, положение, температуру, давление и т.д.).
Для приводов подач задают скорость (аналог или цифра не имеет значения), как сервопривод будет поддерживать скорость это его проблемы. С энкодера получаем положение каждые 1/1000 секунды. А что такое скорость? Ээто путь делить на время. Вот и получается, что каждую тысячную секунды получаем текущую скорость привода.

И про двойной ПИД. Серва делает ПИД по скорости,а УЧПУ по положению. Это и есть двойной контур. Но его может и не быть, если серва не использует ПИД (шаговый привод с заданием скорости), а ПИД по положению задействован.

P.S. Настройка ПИД сервы и УЧПУ это разные вещи. Сперва нужно серву настроить, а потом УЧПУ.

[Nick]

Ну если честно, то и сверлильному нужна стабильная подача. А для этого надо следовать траектории.

А скачки подачи могут серьезно навредить инструменту.

[xentaur]

Ну если честно, то и сверлильному нужна стабильная подача. А для этого надо следовать траектории.

А скачки подачи могут серьезно навредить инструменту.

Для позиционирования стабильной подачи не надо. Для сверления да.
Ну хоть историей ЧПУ поинтересуйтесь. С чего начиналось и что в перспективе.

[Lexxa]

Читайте внимательней - станок сверлильный, по контуру идти не нужно

нужно и по контуру иногда зайти в точку сверления, чтобы например не ударить инструментом в заготовку, а безопасной высоты может не хватить, это я уже проходил.

Вот и получается, что каждую тысячную секунды получаем текущую скорость привода.

Заблуждение. каждую тысячную секунды мы получаем положение. А скорость это пройденный путь делить на время))

Серва делает ПИД по скорости,а УЧПУ по положению.

Настройка ПИД сервы и УЧПУ это разные вещи. Сперва нужно серву настроить, а потом УЧПУ.

Это ясно как светлый день

Серва делает ПИД по скорости,а УЧПУ по положению

Ник, поясни, какой из компонентов ЕМС занимается планированием траектории? Мне думается, что моушн, так что ПИД по положению тут совсем непричем.

[xentaur]

Вот и получается, что каждую тысячную секунды получаем текущую скорость привода.

Заблуждение. каждую тысячную секунды мы получаем положение. А скорость это пройденный путь делить на время))

С энкодера получаем положение каждые 1/1000 секунды. А что такое скорость? Ээто путь делить на время. Вот и получается, что каждую тысячную секунды получаем текущую скорость привода.

Вот пример. За один период опроса с энкодера считали 133 импульса. Время периода 0.001с. Внимание вопрос - какая была скорость вращения вала, если энкодер имеет 1000 рисок (4000 имп/об квадратура)?
Вал провернулся на 133имп/4000имп/об=0.03325 об.
Скорость 0.03325об/0.001с=33,25об/с=1995об/мин.
Всё просто

[Lexxa]

Нет понятия скорость вращения, есть касательная, это раз.
Понятие скорость в широком смысле это быстрота изменения некоторой величины, это два, в школе проходят.

В нашем случае скорость это (X0-X)/t, где Х0 - начальная координата, Х - текущая координата, t - время наблюдения, равное 1 мс.
И если внимательно посмотреть на то, что выдает 5i20 с энкодера, то там есть и скорость (с учетом редуктора), и положение, то сразу всё станет ясно, что такое скорость, а что положение.

[xentaur]

Нет понятия скорость вращения, есть касательная, это раз.
Понятие скорость в широком смысле это быстрота изменения некоторой величины, это два, в школе проходят.

В нашем случае скорость это (X0-X)/t, где Х0 - начальная координата, Х - текущая координата, t - время наблюдения, равное 1 мс.
И если внимательно посмотреть на то, что выдает 5i20 с энкодера, то там есть и скорость (с учетом редуктора), и положение, то сразу всё станет ясно, что такое скорость, а что положение.

Скорость вращения через передачи преобразуется в линейную скорость и то не для всех механизмов. В некоторых так вращением и остается.

Быстрота изменения некоторой величины это производная. V=dx/dt. a=dv/dt. (только не нужно сюда релятивистскую механику приплетать).

Что конкретно выдает 5i20 с энкодера Я не знаю. В большинстве систем данные с энкодера попадают в инкрементальный/декрементальный счетчик/регистр и УЧПУ считывает значение регистра. Думаю в 5i20 тоже самое. Однако Я встречал плату управления движением (motion controller) в которых ПИД железный на борту, а управление на языке высокого уровня. Команды записываются в память ПК разделяемую с этой платой (memory maped).

P.S. Про касательную Я так ничего и не понял. Про какую касательную идет речь? Про касательную скорость? Тогда чем угловая не устраивает? Тем что Я её в об/мин использовал, а не радиан/с или градус/час (можно и в имп/мин энкодера)?
И как это "нет понятия скорость вращения..."? Как это понимать? Что на моторах пишут?

[Lexxa]

Что на моторах пишут?

Частоту.
Весь спор собственно из-за того что по умолчанию подается на вход ПИД-регулятора именно в ЕМС, а подается положение:

Код: Выделить всё

net zpos-cmd    axis.2.motor-pos-cmd   => pid.z.command
#Обратная связь тоже в миллиметрах!!!
net zpos-fb               <=  hm2_5i20.0.encoder.03.position
net zpos-fb               =>  pid.z.feedback

[xentaur]

Так всё правильно! Частота и скорость это, по сути, одно и тоже.
Теперь про серву.

net zpos-cmd    axis.2.motor-pos-cmd   => pid.z.command #записываем команду задания позиции в мм.
#Обратная связь тоже в миллиметрах!!!
net zpos-fb               <=  hm2_5i20.0.encoder.03.position #получаем значение энкодера, точнее оси, в мм.
net zpos-fb               =>  pid.z.feedback #записываем его в ПИД

Не нужно забывать, что здесь задание позиции делается для интервала 1мс. Но серва не синхронизирована с ПИД ЕМС и может иметь другой период, поэтому принять задание позиции не может, а принимает задание скорости +-10В (для примера). Таким образом нужно серве задать скорость, что просто решается дифференцированием позиции. Обратную связь берем по положению - так проще ошибку позиции подсчитать, можно и скорость взять - но точность тахогенераторов и таходатчиков значительно ниже энкодеров. Можно и с энкодера скорость пересчитать, а потом назад в позицию.

P.S. Я написал получаем и записываем - это не совсем верно. Это на самом деле связи и за один цикл ПИД происходит чтение/вычисление/запись по этим связям.

[Lexxa]

Предположим, что энкодер.позишн это расстояние, которое проехал станок за сервопериод. Почему тогда на НАЛ-скопе при невращающемся энкодере это значение не обнуляется?
Ответ: потому что это абсолютное положение оси станка.
За то производная от него повторяет график скорости:


http://cnc-club.ru/forum/download/file. ... &mode=view
А вот так мы будем эту скорость регулировать

Код: Выделить всё

#Включение привода
net xenable     => pid.x.enable
# Регулируемая величина - скорость
net xpos-cmd    axis.0.motor-pos-cmd   => ddt.0.in
net xvel ddt.0.out => pid.x.command
net xoutput     pid.x.output           => hm2_5i20.0.pwmgen.01.value
#Обратная связь по скорости
net xpos-fb 						<=  	hm2_5i20.0.encoder.01.position
net xpos-fb               				=>  	axis.0.motor-pos-fb
net x-fb-vel	 hm2_5i20.0.encoder.01.velocity		=> 	pid.x.feedback
net x-index-enable axis.0.index-enable  		<=>  	hm2_5i20.0.encoder.01.index-enable
net xenable axis.0.amp-enable-out  			=> 	hm2_5i20.0.pwmgen.01.enable

[xentaur]

продифференцировали позицию задания => получили скорость => направили в ПИД => на генератор => +-10в
в приведенном примере hm2_5i20.0.encoder.01.position в ПИД не попадает,
а попадает в ПИД hm2_5i20.0.encoder.01.velocity. Должно работать вполне нормально, но логичнее продифференцировать выход ПИД, тогда обратная связь останется по положению.

Предположим, что энкодер.позишн это расстояние, которое проехал станок за сервопериод. Почему тогда на НАЛ-скопе при невращающемся энкодере это значение не обнуляется?
Ответ: потому что это абсолютное положение оси станка.
За то производная от него повторяет график скорости:

Зачем это писать?

[PKM]

Не пойму, о чем вы спорите. В Linuxcnc можно сделать ПИД по скорости, можно - по положению. Кажется, можно и оба одновременно сделать, а мотором управлять по моменту.

[Lexxa]

PKM, поясни как кроме дифференцирования получить скорость, чтобы управлять пидом по скорости и не получить на малых значениях вот это:
http://www.cnc-club.ru/forum/download/f ... &mode=view

[Impartial]

ЕМС выдает раз в 1мс только один параметр - скорость. И использует (если ПИД - компонент ХАЛ) данные о полученной позиции только с одной целью - опознать ошибку позиционирования. Ни в каких ПИДах данные о позиции не используются.
Если это внешний ПИД, находящийся в приводе, то с привода требуется только сигнал ошибки, опять же для того, чтобы остановить ЕМС.
Ошибка позиционирования это фатальная ошибка и ничем ее исправить нельзя.

[Lexxa]

Impartial, +1, но

Код: Выделить всё

net zpos-cmd    axis.2.motor-pos-cmd   => pid.z.command
#Обратная связь тоже в миллиметрах!!!
net zpos-fb               <=  hm2_5i20.0.encoder.03.position
net zpos-fb               =>  pid.z.feedback

[Impartial]

Все это относится только к ХАЛ компонентам. С месы получают данные о позиции с только с одной целью - опознать ошибку.
Надо разделять ХАЛ и ЕМС. Скорость выдает планировщик траектории. Это не ХАЛ компонент.

[Lexxa]

Разве за позицией следит не моушн?
Ведь на вхходе ПИД-регулятора который в ЕМС позишн, на входе фидбэка тоже позишн.
Я не понимаю как этот позишн в ПИДЕ преобразуется в скорость.