Combat pratique du réglage des paramètres du servo PID : dites adieu à la gigue et démarrez rapidement

Le tremblement soudain du servo fera-t-il soudainement trembler votre cœur ? Ne vous inquiétez pas, en fait le signal de détresse qu'il envoie est que les paramètres PID ne sont pas correctement réglés. Les trois valeurs de proportion, intégrale et différentielle sont comme les « trois couleurs primaires de caractère » de l'appareil à gouverner. Ce n'est qu'en les mélangeant correctement qu'il pourra devenir docile, docile et obéissant.

Jetons un coup d'œil à quelques-unes des situations les plus courantes :

Si le gain proportionnel (P) est trop grand, le servo tremblera continuellement comme si vous buviez trois tasses d'espresso très extrait, et oscillera d'avant en arrière vers la gauche et la droite pendant les opérations de positionnement.

Le temps d'intégration est trop petit et la réponse du servo n'est pas sensible. L’action de pointer vers la cible se fait lentement, comme si vous marchiez au milieu d’un bourbier, pas à pas, lentement.

Si le temps différentiel est trop grand, les mouvements deviendront nerveux, tremblants au moindre contact, et même se tenir tranquillement deviendra un luxe inaccessible.

Il était une fois un étudiant qui était au laboratoire au printemps et qui était fou du servo de voiture qui tremblait. Il a essayé les soi-disant « paramètres universels » sur Internet, mais le résultat était que plus il déboguait, plus la situation empirait. Puis il a finalement compris : le PID n'est pas magique, mais en fait un dialogue de cause à effet, c'est-à-dire quelle que soit la valeur que vous donnez, l'expression du servo sera renvoyée. Par exemple, lorsque le rapport (P) passe de 0,3 à 0,6, la vitesse de réponse s'accélère, mais des vibrations à haute fréquence dans les virages commencent également à apparaître. Les données mesurées sont les suivantes : pour chaque augmentation de 0,1 de P, l'erreur statique peut être réduite de 15 %, mais le dépassement passera à 8 % à 12 %. Voyez-vous, voilà à quoi ressemble la dialectique.

Alors, par où commencer exactement ? Veuillez accepter la première méthode d'ajustement, qui est l'intégration de mots clés : d'abord P, puis I, puis D. Ne vous inquiétez pas lorsque vous isolez des variables.

Réglez I au maximum (ou 0), réglez D sur 0 et laissez uniquement P fonctionner.

Augmentez lentement et progressivement P jusqu'à ce que le servo commence à vibrer légèrement avec une amplitude constante, puis ajustez P en arrière de 20 % pour supprimer le signe de ponctuation.

À ce moment-là, le servo est comme un enfant en bas âge : il tremblera, mais il ne tombera pas. Parfait!

Pourquoi faut-il qu'il en soit ainsi ?La raison en est que l'intégrale (I) aura la caractéristique de « garder rancune ». Cela accumulera les erreurs du passé. Une fois que la gigue provoquée par la proportion (P) est mémorisée par l'intégrale (I), la gigue deviendra de plus en plus violente.. Le différentiel (D) agit comme un « prophète » et met en œuvre des opérations de freinage à l'avance en fonction de la tendance actuelle des changements. Si vous inversez l'ordre et ajustez d'abord le différentiel (D), c'est comme si vous mettiez des patins à un bébé, et toute la logique deviendra confuse.

Suite à ce que l'élève a vécu, après avoir réglé P à 0,5 et l'avoir corrigé, il a commencé à ajouter des points. Au début, la valeur de I était de 1,0 (l'unité est la seconde). Le servo semblait souffrir de procrastination, manquant toujours 2 degrés avant de pouvoir atteindre la position désignée. En désespoir de cause, il baissa difficilement la valeur de I à 0,3, et quelque chose d'inattendu se produisit : non seulement le servo se verrouilla rapidement sur la cible, mais il était aussi silencieux qu'un chat faisant une sieste.Cependant, lorsque la valeur de I est réduite à 0,1, le rebond généré après le dépassement entraîne une nouvelle courbe en forme de sourire.. Vous voyez, chaque paramètre a une plage de valeurs optimale.

L'objectif en est la preuve : il existe 200 ensembles d'enregistrements de réglage provenant d'une certaine communauté de robots, qui montrent que 67 % des problèmes de gigue sont causés par une valeur P s'écartant de la plage optimale de plus de 20 %, et 54 % de la réponse lente est due à une valeur I trop élevée, soit plus de 1,2 seconde. Les chiffres ne mentent pas, le servo non plus.

Nous entrons alors dans le deuxième cercle de la spirale ascendante, c’est-à-dire le stade de l’intervention avancée. Une fois que les mouvements de base sont dans un état stable, essayez d'utiliser ces techniques.

Pour P asymétrique, le mouvement vers l'avant reçoit des valeurs proportionnelles différentes, et le mouvement inverse reçoit également des valeurs proportionnelles différentes. Par exemple, en montant, utilisez P égal à 0,6, et en descendant, utilisez P égal à 0,4. Il sera plus judicieux de lutter ainsi contre la gravité.

Réglage de la plage limite intégrale : il joue un rôle en empêchant l’intégrale d’atteindre un état saturé. Fixez une limite supérieure pour le nombre de I accumulés afin d'éviter que le servo continue à accumuler des points fous lorsqu'il est bloqué. Une fois relâché, il ne se précipitera pas directement dans le ciel comme un siège éjectable.

Lors d'un fonctionnement différentiel, seul le signal de retour est différencié et ne répond pas aux changements brusques de la valeur cible. De cette façon, lorsque votre commande saute, le servo ne produira pas de phénomène de « crampe d'effroi ».

Ce que découvriront les lecteurs attentifs, c'est qu'il s'agit en fait de dire à l'appareil à gouverner : « Je comprends vos limites physiques ». La structure mécanique a son propre climat de paramètres préféré, dont l'un est un engrenage en plastique, l'autre est un engrenage en métal, et les types à couple élevé et à grande vitesse ont différentes expressions d'attitude et de performances de fonctionnement, qui sont divisées en différents types. Pour la même situation numérique où P est égal à 0,8, le petit appareil à gouverner montrera un état doux comme la brise printanière soufflant doucement sur le visage, tandis que le grand appareil à gouverner montrera une situation forte similaire à celle du passage d'un typhon.

Le deuxième conseil clé (en y incorporant des mots-clés) : Conseil de style avancé – laissez les données parler d'elles-mêmes, plutôt que de vous fier à l'intuition.Prenez une feuille de papier et notez les trois indicateurs après chaque changement : heure d'arrivée, angle de dépassement et amplitude de gigue une fois stable.. Comparez-les ensuite comme si vous dégustiez du thé.

C'est l'heure de la FAQ Q/A : la première phrase de chaque réponse donne directement la conclusion, en cinquante mots.

Q : Le servo émet un sifflement lorsqu'il est à l'arrêt, comment le résoudre ?

A : Réduisez la valeur du différentiel (D). Si D est trop élevé, le signal de bruit sera amplifié, provoquant une surcompensation du servo pour les micro-vibrations. L'ajuster en dessous de 0,1 peut généralement l'éliminer.

Q : La réponse est trop lente, mais que dois-je faire si elle commence à trembler après avoir augmenté P ?

Tout d’abord, augmentez le différentiel (D) pour supprimer la gigue. D peut fournir un amortissement, ce qui permet dans certains cas d'augmenter P jusqu'à 1,5 fois sa valeur d'origine sans provoquer d'oscillation.。

Q : J'ai besoin que le servo maintienne la précision même lorsqu'il est sous charge. Lequel dois-je ajuster ?

A : Développez le temps intégral (I). Il convient de noter que ce qui est mentionné ici est "d'augmenter" la valeur (par exemple, de 0,3 à 0,8), ce qui affaiblit le rôle de l'intégrale et évite la situation où l'erreur accumulée dépasse lorsque la charge change.

Q : La position est toujours différente d'un angle fixe, comme s'il y avait une zone morte ?

R : Vérifiez si l’élément de points est activé. Integral (I) est spécifiquement utilisé pour éliminer les erreurs statiques. Si vous lui donnez une valeur autre que zéro (par exemple 0,5 seconde), cela peut progressivement éliminer l'erreur résiduelle.

Q : Après avoir ajusté les paramètres, est-ce que cela fonctionne si je change l'alimentation ?

A : Ajustez à nouveau légèrement le rapport de comparaison (P).Si la tension chute, la puissance de sortie du servo diminuera, ce qui a le même effet qu'une valeur P plus petite.. Augmenter la valeur P de dix à vingt pour cent peut restaurer l'état d'origine.

Vous souvenez-vous encore de cet étudiant au printemps ? Au début de l’été, la voiture qu’il possédait tournait déjà en douceur avec un grand verre d’eau. La conclusion à laquelle il est finalement parvenu était extrêmement simple. Le PID n’est pas une métaphysique, mais un cycle d’observation, d’enregistrement et d’observation. A chaque changement de paramètre, il faut se demander si « l'émotion » affichée par le servo est de l'irritabilité, de la paresse ou de la panique, puis le guider avec beaucoup de douceur.

Suggestions d’action (veuillez les suivre directement) :

1. Préparez une feuille d’enregistrement répertoriant P, I, D et une description du phénomène.

2. Commencez par des proportions pures, trouvez le point de gigue critique, puis revenez à 80 %.

3. Ajoutez des points et essayez de petit à grand jusqu'à ce que l'erreur statique disparaisse et qu'il n'y ait plus d'exploration lente.

4. Ajoutez enfin le différentiel, augmentez lentement à partir de 0 et arrêtez-vous immédiatement lorsque vous sentez que le mouvement est « hydraté ».

5. Ne modifiez qu’un seul paramètre à la fois ! Ne bougez pas les deux en même temps.

L'appareil à gouverner est sans voix, mais chaque angle et chaque vibration enregistre un journal pour vous. Si vous le comprenez, vous constaterez qu’il existe un monde unique au sein des trois paramètres. Maintenant, va au laboratoire, ferme la porte, prends un tournevis et écoute le chant régulier de ce petit moteur.