• обязательно заполнить свой профиль на русском языке кириллицей
  • не писать свой вопрос в первую попавшуюся тему - вместо этого создать новую тему
  • дублирование сообщений приравнивается к спаму
  • за поиск и предложение пиратского ПО - бан без предупреждения
  • рекламу и частные объявления "куплю/продам" мы не размещаем ни на каких условиях

Регулятор для гиддроцилиндра

ПЧ, клапаны, муфты, задвижки, регуляторы и прочее
Ответить
Аватара пользователя

Автор темы
artemsh
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 13
Зарегистрирован: 02 сен 2016, 22:04
Имя: Шевелёв Артём Сергеевич
Страна: Россия
город/регион: Санкт-Петербург
Поблагодарили: 2 раза

Регулятор для гиддроцилиндра

Сообщение artemsh »

Есть задача управлять нагружением с помощью гидроцилиндра. А управляться он не хочет.

Вводная по железу: регулятор работает на уровне ПЛИС, частота 5 кГц.
Есть испытуемое изделие, которое движет свой шток по своей траектории. Траекторий много (амплитуды, частоты и формы кривой фактически могут быть любыми).
Есть гидроцилиндр. который должен поддерживать заданное усилие.
В статике удаётся подобрать коэффициенты ПИД (фактически ПИ), чтобы нагрузка держалась довольно стабильно. Но на движущемся штоке появляются проблемы.
На скриншотах пара фрагментов того. что происходит в системе. Одна кривая (нижние графики) - это получаемое усилие (в данном случае цель держать 0 при движении по синусу).
1.jpg
2.jpg
Три кривых - это выходы с ПИД.
Красная кривая - суммарное управляющее воздействие, зелёная - П-составляющяая, синяя - интеграл.
Как уже сказал, подобрать коэффициенты для динамической системы не удаётся - идут довольно большие колебания (те самые забросы до нескольких тысяч = сотни кг).
Попробовали разбить диапазон на два участка - когда отклонение большое, используем один набор ПИ, в близкой зоне используем более плавный регулятор (свой набор ПИ), но как видно на графиках, быстрый регулятор вгоняет силу в узкий коридор довольно быстро, а вот медленный там её удержать не может.

Управляющее воздействие задаёт силу, с которой гидроцилиндр пытается куда-то перемещаться. Т.е. чем больше воздействие, тем больше скорость перемещения, если цилиндр не нагружен, или больше сила, если он упирается во что-то.
Опять же из графиков видно, что система обладает инерцией около 10 мс - максимум силы догоняет через 10 мс после воздействия.

Что пробовали:
- просто ПИ(Д)
- два независимых ПИ(Д) для двух зон
- Двойной регулятор: setpoint основного регулятора = К*dF, dF = Fi-Target. PV = F(i)- F(i-1) Т.е. пытаемся регулировать скорость изменения силы - чем дальше от цели, тем желаемая скорость больше. И наоборот.

Может у кого будут идеи, что можно с этим сделать?
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
--
Шевелёв Артём


ogorsv
освоился
освоился
Сообщения: 200
Зарегистрирован: 02 дек 2015, 06:57
Имя: Огородников Сергей
Благодарил (а): 52 раза
Поблагодарили: 47 раз

Регулятор для гиддроцилиндра

Сообщение ogorsv »

1. Вы сами писали свой регулятор? Привели бы формулы
2. Какой период опроса регулятора? И какая постоянная времени системы?
3. Если сами писали регулятор: уверены, что Д-составляющая с верным знаком?
4. Вторую производную пробовали использовать?
СВ


Ryzhij
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 4542
Зарегистрирован: 07 окт 2011, 08:12
Имя: Гаско Вячеслав Эриевич
Страна: Россия
город/регион: Рязань
Благодарил (а): 238 раз
Поблагодарили: 395 раз

Регулятор для гиддроцилиндра

Сообщение Ryzhij »

Поскольку в контур управления помимо регулятора входят исполнительные устройства, то прежде чем браться за электронику следует иметь ясное представление о состоянии гидромеханики.
В частности:
- Насколько Вы уверены в том, что применяемые гидрораспределители подходят для Вашей задачи?
- Насколько Вы уверены в качестве гидравлической жидкости, в том, например, что она не пенится от старости?
- Насколько Вы уверены в надлежащем состоянии гидроцилиндра, в том что, например, он не перепускает из полости в полость во всём диапазоне рабочих положений? А клапана обвязки?

Отправлено спустя 6 минут 21 секунду:
artemsh писал(а):
19 ноя 2020, 19:19
Управляющее воздействие задаёт силу, с которой гидроцилиндр пытается куда-то перемещаться. Т.е. чем больше воздействие, тем больше скорость перемещения, если цилиндр не нагружен, или больше сила, если он упирается во что-то.
Иначе говоря, управляете Вы давлением гидравлической жидкости. Так?
От давления зависит развиваемое гидроцилиндром усилие.
А вот скорость зависит не от давления, а от потока. :ext_secret:
Если у нас насос большой мощности и нет сопротивления в гидросистеме (ничто не дросселирует поток), то цилиндр будет ходит быстро, если малой - медленно.
---------------------------------------------------
«У человека в душе дыра размером с Бога, и каждый заполняет её как может». Жан-Поль Сартр


pike
частый гость
частый гость
Сообщения: 447
Зарегистрирован: 08 авг 2008, 09:43
Имя: Щукин Андрей Александрович
Страна: Россия
город/регион: Москва
Благодарил (а): 1 раз
Поблагодарили: 15 раз

Регулятор для гиддроцилиндра

Сообщение pike »

1) Нужна гидросхема.
2) Какое время реакции у датчика давления который вы используете?
3) Какая мертвая зона у распределителя? Время минимального открытия? Расходная характеристика?

Гидропривод - это система с большими нелинейностями начиная с того, что расход квадратично зависит от перепада давления на кромке распределителя и эффектом сжимаемостью рабочей жидкости при давлениях с выше 6 МПа, и далее перетечки, мертвые зоны, эффекты в электромагнитных катушках и т.п. Просто классический ПИД здесь использовать гиблое дело, тем более на таком быстром процессе как удержание давления.
Поищите книги Попова Д.Н. из Бауманки по этой теме.
Авторы ТЗ, с которыми я работаю, не имеют права жаловаться на дороги, ЖКХ, бюрократию и правительство.


Михайло
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2945
Зарегистрирован: 10 ноя 2009, 04:58
Имя: Толмачев Михаил Алексеевич
город/регион: г. Чехов, МО
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 126 раз

Регулятор для гиддроцилиндра

Сообщение Михайло »

Нулевое усилие, как видно, в статике выдерживается. Проблема с динамикой. Непонятно, что синюю кривую (интегральная часть) так колбасит неожиданно. У вас функционал Anti-windup реализован в ПИД-регуляторе?


alex-tec
не первый раз у нас
не первый раз у нас
Сообщения: 393
Зарегистрирован: 29 дек 2017, 08:56
Имя: Александр
город/регион: Пермь
Благодарил (а): 76 раз
Поблагодарили: 44 раза

Регулятор для гиддроцилиндра

Сообщение alex-tec »

[+]
artemsh писал(а):
19 ноя 2020, 19:19
Есть задача управлять нагружением с помощью гидроцилиндра. А управляться он не хочет.

Вводная по железу: регулятор работает на уровне ПЛИС, частота 5 кГц.
Есть испытуемое изделие, которое движет свой шток по своей траектории. Траекторий много (амплитуды, частоты и формы кривой фактически могут быть любыми).
Есть гидроцилиндр. который должен поддерживать заданное усилие.
В статике удаётся подобрать коэффициенты ПИД (фактически ПИ), чтобы нагрузка держалась довольно стабильно. Но на движущемся штоке появляются проблемы.
На скриншотах пара фрагментов того. что происходит в системе. Одна кривая (нижние графики) - это получаемое усилие (в данном случае цель держать 0 при движении по синусу).
1.jpg2.jpg
Три кривых - это выходы с ПИД.
Красная кривая - суммарное управляющее воздействие, зелёная - П-составляющяая, синяя - интеграл.
Как уже сказал, подобрать коэффициенты для динамической системы не удаётся - идут довольно большие колебания (те самые забросы до нескольких тысяч = сотни кг).
Попробовали разбить диапазон на два участка - когда отклонение большое, используем один набор ПИ, в близкой зоне используем более плавный регулятор (свой набор ПИ), но как видно на графиках, быстрый регулятор вгоняет силу в узкий коридор довольно быстро, а вот медленный там её удержать не может.

Управляющее воздействие задаёт силу, с которой гидроцилиндр пытается куда-то перемещаться. Т.е. чем больше воздействие, тем больше скорость перемещения, если цилиндр не нагружен, или больше сила, если он упирается во что-то.
Опять же из графиков видно, что система обладает инерцией около 10 мс - максимум силы догоняет через 10 мс после воздействия.

Что пробовали:
- просто ПИ(Д)
- два независимых ПИ(Д) для двух зон
- Двойной регулятор: setpoint основного регулятора = К*dF, dF = Fi-Target. PV = F(i)- F(i-1) Т.е. пытаемся регулировать скорость изменения силы - чем дальше от цели, тем желаемая скорость больше. И наоборот.

Может у кого будут идеи, что можно с этим сделать?
А что является исполнительным механизмом в вашей схеме?

Ответить

Вернуться в «Исполнительные устройства, регуляторы»