Integral windup - Integral windup

Ana makale: PID denetleyici

Integral windup, Ayrıca şöyle bilinir entegratör tasfiyesi[1] veya sonlandırmayı sıfırla,[2] bir durumdaki durumu ifade eder PID geri besleme kontrolörü ayar noktasında büyük bir değişiklik meydana geldiğinde (pozitif bir değişiklik diyelim) ve integral terim yükselme (kapanma) sırasında önemli bir hata biriktirdiğinde, bu nedenle aşma ve bu birikmiş hata çözüldükçe artmaya devam eder (diğer yöndeki hatalarla dengelenir). Spesifik sorun, aşırı aşmadır.

Çözümler

Bu sorun şu şekilde çözülebilir:

  • Denetleyici integralini istenen bir değere, örneğin problemden önceki değere başlatma
  • Ayar noktasını uygun bir rampada artırmak
  • Kontrol edilecek olana kadar integral fonksiyonunu devre dışı bırakma süreç değişkeni (PV) kontrol edilebilir bölgeye girdi
  • İntegral terimin önceden belirlenmiş sınırların üstünde veya altında birikmesini önleme
  • Süreç çıktısını uygulanabilir sınırlar içinde sınırlamak için integral terimini geriye doğru hesaplama.[3]
  • Hata her sıfıra eşit olduğunda veya sıfırla geçtiğinde integral değerini sıfırlama. Bu, denetleyicinin sistemi bir pertürbasyonun neden olduğu aynı hata integralini zıt yönde sürdürecek şekilde çalıştırmasını önler.

Oluşum

İntegral kapanma, ideal çıktının fiziksel olarak imkansız olması nedeniyle, ideal sistemlerle karşılaştırıldığında özellikle fiziksel sistemlerin bir sınırlaması olarak ortaya çıkar (proses doyma: işlemin çıktısı, ölçeğinin üstünde veya altında sınırlandırılarak hatayı sabit hale getirir). Örneğin, bir vananın pozisyonu tamamen açık olmaktan daha açık olamaz ve ayrıca tamamen kapalı olmaktan daha fazla kapatılamaz. Bu durumda anti-windup, yanıt kabul edilebilir bir aralığa geri dönene kadar entegratörün belirli bir süre kapalı kalmasını içerebilir.

Bu genellikle, denetleyicinin çıkışı artık denetlenen değişkeni etkilemediğinde veya denetleyici bir seçim şemasının parçasıysa ve doğru seçildiğinde ortaya çıkar.

Integral windup daha çok bir problemdi analog denetleyiciler. Modern içinde Dağıtık Kontrol Sistemleri ve Programlanabilir Mantık Denetleyicileri, ya kontrolör çıkışını sınırlandırarak ya da seçilen çıkışı seçim şemasındaki tüm kontrolörlerin integral devresine geri beslemenin bir yolu olan harici sıfırlama geri bildirimi kullanarak entegral kapanmayı önlemek çok daha kolaydır, böylece bir kapalı döngü korunur.

Ek olarak, genel olarak integral terimlerinin istenmeyen etkileri olabilir. Farklı durumlar, farklı bütünsel davranışlar gerektirebilir. Örneğin, kerteriz ve hedef ile gerçek yataklar arasındaki hataya dayalı bir navigasyon sisteminde, integral terimi, bir sapmadan sonra yatağı düzeltme ve rotayı (ve sadece yatağı değil) istenen yöne geri yükleme yeteneğine sahiptir. Tersine, bir araba hız hız sabitleyici, bir yöndeki hataları diğer yöndeki hatalarla eşit olarak dengelemeye çalışmamalıdır. Örneğin, hız ayar noktasının altında geçirilen bir süre, hız ayar noktasının üzerindeki eşit bir integral ile dengelenmemelidir. Bu ikinci durumda, her hata sıfır olduğunda veya hata işareti değiştirdiğinde entegratörün sıfırlanması arzu edilir. Hatanın işareti ne zaman değiştirdiğini veya sıfıra eşit olduğunu belirlemek için uygun ve sağlam bir yöntem, mevcut hatayı önceki hatayla çarpmaktır. (Bir türev terim de kullanılıyorsa önceki hata mevcut olacaktır.) Ürün sıfır veya negatifse, o zaman toplayıcının sıfırlanması gerekir.

Referanslar

  1. ^ "Mikroçip Uygulama Notu AN532: Bir DC Motorun Servo Kontrolü" (PDF). Microchip Technology, Inc. 1997. s. 4. Alındı 2014-01-07.
  2. ^ M. Tham. "Gizli PID Denetleyicileri" (PDF). Alındı 2014-01-07.
  3. ^ Cooper, Douglas. "Integral (Reset) Windup, Jacketing Logic ve Velocity PI Form". Alındı 2014-02-18.