Control actual en cascada

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Tengo un actuador capaz de medir la corriente y la posición del motor a través de un codificador en el eje de salida. El motor es un motor de CC con escobillas que funciona a través de una caja de engranajes.

Mis preguntas se relacionan con el uso de un modelo de controlador en cascada donde la salida del controlador de velocidad establece el punto de ajuste del controlador actual. Lo que no entiendo de esto es cuando el control de velocidad y el par de perturbación se encuentran, el controlador de corriente tiene como objetivo reducir la tensión de salida para mantener la corriente y el controlador de velocidad tiene como objetivo aumentar la tensión de salida (a través del controlador de corriente) para mantener la velocidad. Debido a la respuesta del sistema, esto causa un error de seguimiento exagerado cuando se compara con el control de velocidad directo (Control de voltaje). Un término feedforward aumenta ligeramente el rendimiento de seguimiento, pero no significativamente.

¿Hayalgoquemeestoyperdiendoaquí?Tendríamássentidoqueelcontroladoractualaumenteelpuntodeajusteactualcuandoseaumentalamediciónactual.Larazónpararequerirunbucledecontroldecorrienteespoderestablecerlímitesdecorrientemáximosvariables.Cambioentre"control de voltaje" y amp; "Control de corriente" en los límites no tiene una respuesta suave.

Un ejemplo de esto se muestra en la imagen de abajo. La primera mitad del gráfico muestra que el controlador actual está apagado y la segunda mitad muestra que está encendido. Las oscilaciones son de un par de perturbación. Está claro que el error de seguimiento aumenta debido a que el controlador actual intenta mantener un par constante.

Cualquier orientación sería muy apreciada.

    
pregunta Paul Phillips

2 respuestas

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Debes dividir el bucle en dos. Bloquee el rotor y luego ajuste el controlador PI interno (controlador de corriente). Debería obtener una respuesta ordenada. Luego conecte ambos controladores y luego ajuste el controlador de velocidad.

El interior es un controlador esclavo, toma el valor del punto de ajuste del controlador externo. Por lo general, el interno tiene que ser más rápido, por lo general, el bucle de corriente se ejecuta con una frecuencia más alta que el bucle de velocidad, pero no importa.

Este es un controlador de velocidad:

Puedesnotarelfiltrodepasobajoalprincipio.Supropósitoesretrasarlaacciónparaesperaraqueelbucleactualcorrijaelerrorantesdequeelbucledevelocidadrealiceunaacción.Tienesentidoqueelcontroladortardeuntiempoencorregirelerror,porloquedebeesperarunmomentoenelbucleexterno.Notetambiénlasunidades:

  • velocidad:radianes
  • pardinámico(M_dinam):Nm-omíteloporahora
  • pardefricción(M_frikcije):Nm-olvídate
  • pesomuerto(M_teze):olvídalo
  • controladordevelocidad:Kp-Nms/rad
  • lasalidaeselpuntodeajustedelpardetorsiónNm

Vayamosmáslejosalbucleanterioralacorriente:

Esunconjuntodelimitadores,potencia,par,corriente.Peroentoncesunacosamuyimportante,unaconstanteactual.Elpuntodeajustedeparseconvierteenunpuntodeajusteactualalmultiplicarki.Lasotrascajassonfiltrosdemuescayfiltrodepasobajoparaeliminarlaauto-resonanciadelsistema,peroomitaesto.

Porúltimo,elbucleactual:

Note las unidades de Kp: V / A. Significa que la salida es un punto de ajuste de voltaje, que se puede traducir al ciclo de trabajo PWM.

Lo que debes cambiar en tu modelo:

Agregue un filtro de paso bajo en el bucle de velocidad. Usted ha visto que no puede activar / desactivar el bucle actual a menos que multiplique la salida del bucle de velocidad con alguna constante. Lo que hace que su enfoque para simplemente activar / desactivar cambie también la ganancia total del bucle y debería tener dos conjuntos de parámetros.

    
respondido por el Marko Buršič
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Al poner un bucle de corriente, efectivamente, usted mismo ha construido un motor de velocidad variable y par constante, por lo que la naturaleza del dispositivo es permitir que la velocidad cambie para mantener el par igual.

El segundo bucle intenta utilizar esta disposición de velocidad variable de par constante para controlar la velocidad, por lo que si solo el segundo bucle controlara el motor, sería un motor de par variable de velocidad constante (variable).

Creo que las complicaciones en su mecanismo de control se derivan del uso de estos dos acuerdos de control directamente conflictivos. Yo sugeriría que tratar de combinar los mecanismos de control de la manera correcta resolverá el problema. Mantenerlos en sus formas separadas opuestas y tratar de contrarrestar su naturaleza sería mucho más difícil.

    
respondido por el K H

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