неву зміна опорного сигналу.
ПІД - регулятор дає кращу продуктивність, оскільки використовує всі складові разом. Малюнок 3.1.4 порівнює П, ПІ, і ПІД - регулятори. ПІ покращує П, видаливши стаціонарну помилку, і ПІД покращує ПІ більш швидким відгуком.
Малюнок 3.1.4? Отклик П ?, ПІ? і ПІД? регулятора на ступеневу зміна опорного сигналу.
. 2 Налаштування параметрів
Найкращий шлях знайти необхідні параметри ПІД алгоритму? це використання математичної моделі системи. Однак часто докладного математичного опису системи немає, і налаштування параметрів ПІД? регулятора можуть бути виконані тільки експериментально. Пошук параметрів для ПІД? регулятора може бути складним завданням. Тут велике значення мають дані про властивості системи і різних умовах її роботи. Деякі процеси не повинні дозволити перерегулирования процесу змінної від заданого значення. Інші процеси повинні мінімізувати споживання енергії. Також найважливішою вимогою є стабільність. Процес не повинен коливатися ні за яких умов. Крім того, стабілізація повинна наступати протягом певного часу.
Існують деякі методи для настройки ПІД? регулятора. Вибір методу залежатиме значною мірою від того, чи може бути процес автономним для настроювання або ні. Метод Циглера? Ніколса це знаний не автономний метод настройки.
Суть методу полягає в наступному:
. Першим кроком у цьому методі є установка І і Д коефіцієнтів підсилення в нуль.
. Збільшуємо посилення Kp до стійкого і стабільного коливань (якомога ближче).
. Запам'ятовуємо поточне значення Kp (позначимо його Ku) і заміряємо період коливань системи (Tu) і Kp, Ki і Kd значення коригуються з використанням Таблиці 3.2.1
Таблиця 3.2.1 - Розрахунок параметрів за методом Циглера - Ніколса
ControllerKpKiKdP0.5Ku - PD0.8Ku-KpTu/8PI0.45Ku1.2Kp/Tu-PID0.6Ku2Kp/TuKpTu/8
Подальша настройка параметрів часто необхідна для оптимізації продуктивності ПІД - регулятора. Так само варто відзначити, що є системи, де ПІД - регулятор не буде працювати. Такими можуть бути нелінійні системи, але в цілому, проблеми часто виникають з ПІД керуванням, коли системи нестійкі і вплив вхідного сигналу залежить від стану системи.
На відміну від простих алгоритмів керування, ПІД - регулятор здатний маніпулювати керуючим сигналом на основі історії та швидкості зміни вимірюваного сигналу. Це дає більш точний і стабільний метод управління.
На малюнку 3.1.2 показано схемне рішення ПІД - регулятора, де Тр, Ti, і Td позначають постійні часу пропорційної, інтегральною, і диференціальної складових відповідно.
4. Вибір і опис електронних компонентів
При створенні навчального стенду використовуються різні конструктивні елементи, які складають основу цифрових схем. Дана глава описує ці елементи.
. 1 Опис плати Arduino
Duemilanove може отримувати живлення через підключення USB або від зовнішнього джерела живлення. Джерело живлення вибирається автоматично.
Зовнішнє живлення (Не USB) може подаватися через перетворювач напруги AC/DC (блок живлення) або акумуляторною батареєю. Перетворювач напруги підключається за допомогою роз'єму 2.1 мм з центральним позитивним полюсом. Проводи від батареї підключаються до висновків Gnd і Vin роз'єму живлення.
Малюнок 4.1.1? Arduino Duemilanove
Платформа може працювати при зовнішньому живленні від 6 В до 20 В. При напрузі живлення нижче 7 В, висновок 5 В може видавати менше 5 В, при цьому платформа може працювати нестабільно. При використанні напруги вище 12 В регулятор напруги може перегрітися і пошкодити плату. Рекомендований діапазон від 7 В до 12 В. Arduino Duemilanove зображена на малюнку 4.2.1.
Характеристики:
МікроконтроллерATmega328Рабочее напряженіе5 ВВходное напруга (рекомендований) 7-12 ВВходное напруга (граничне) 6-20 ВЦіфровие Входи/Виходи14 (6 з яких можуть використовуватися як виходи ШІМ lt; # justify gt; Висновки харчування:
Вхід VIN використовується для подачі живлення від зовнішнього джерела (в відсутність 5 В від роз'єму USB або іншого регульованого джерела живлення). Подача напруги живлення відбувається через даний висновок.
Регульований 5В джерело напруги, що використовується для живлення мікроконтролера і компонентів на платі. Харчування може подаватися від виведення VIN через регулятор напруги, чи роз'єми USB, або іншого регульованого джерела напруги 5 В.
