Combattimento pratico sulla regolazione dei parametri PID del servo: addio al jitter e inizia subito

L'improvviso tremore del servo ti farà tremare improvvisamente il cuore? Non preoccuparti, infatti il ​​segnale di soccorso che invia è che i parametri PID non sono regolati correttamente. I tre valori di proporzione, integrale e differenziale sono come i "tre colori primari del carattere" della scatola dello sterzo. Solo fondendoli adeguatamente può diventare docile, docile e obbediente.

Diamo un’occhiata ad alcune delle situazioni più comuni:

Se il guadagno proporzionale (P) è troppo grande, il servo tremerà continuamente come se si bevessero tre tazze di caffè espresso molto estratto e oscillerà avanti e indietro a sinistra e a destra durante le operazioni di posizionamento.

Il tempo di integrazione è troppo piccolo e la risposta del servo non è sensibile. L'azione di indicare il bersaglio viene eseguita lentamente, come se stessi camminando in mezzo a un pantano, passo dopo passo, lentamente.

Se il tempo differenziale è troppo grande, i movimenti diventeranno nervosi, tremeranno al minimo tocco, e anche stare in silenzio diventerà un lusso irraggiungibile.

C'era una volta uno studente che era in laboratorio in primavera ed era pazzo per il servo della macchina che tremava. Ha provato i cosiddetti "parametri universali" su Internet, ma il risultato è stato che più debuggava, peggiore diventava la situazione. Poi finalmente capì: il PID non è magia, ma in realtà un dialogo causa-effetto, cioè quale valore dai, verrà restituita l'espressione del servo. Ad esempio, quando il rapporto (P) viene aumentato da 0,3 a 0,6, la velocità di risposta aumenta, ma iniziano a comparire anche vibrazioni ad alta frequenza in curva. I dati misurati sono: per ogni aumento di 0,1 in P, l'errore statico può essere ridotto del 15%, ma il superamento salirà all'8%-12%. Vedi, questo è il suono della dialettica.

Allora da dove inizi esattamente? Accetta il primo metodo di aggiustamento, che è l'integrazione delle parole chiave: prima P, poi I, poi D. Non preoccuparti quando isoli le variabili.

Imposta I al massimo (o 0), imposta D a 0 e lascia che funzioni solo P.

Aumentare lentamente e gradualmente P finché il servo non inizia a vibrare leggermente con ampiezza costante, quindi regolare P indietro del 20% per rimuovere il segno di punteggiatura.

In questo momento, il servo è come un bambino: tremerà, ma non cadrà. Perfetto!

Perché deve essere così?Il motivo è che l'integrale (I) avrà la caratteristica di "portare rancore". Accumulerà errori passati. Una volta che il jitter causato dalla proporzione (P) viene ricordato dall'integrale (I), il jitter diventerà sempre più violento.. Il differenziale (D) funge da "profeta" e attua anticipatamente le frenate in base all'andamento attuale delle variazioni. Se inverti l'ordine e regoli prima il differenziale (D), è come mettere i pattini a un bambino e l'intera logica diventerà confusa.

In seguito a ciò che lo studente ha sperimentato, dopo aver impostato P su 0,5 e averlo corretto, ha iniziato ad aggiungere punti. Inizialmente, il valore di I era 1,0 (l'unità è la seconda). Il servo sembrava soffrire di procrastinazione, mancando sempre 2 gradi prima di poter raggiungere la posizione designata. In preda alla disperazione, abbassò con difficoltà il valore di I a 0,3, e accadde qualcosa di inaspettato: non solo il servo si bloccò rapidamente sul bersaglio, ma era anche silenzioso come un gatto che fa un pisolino.Tuttavia, quando il valore di I viene ridotto a 0,1, il rimbalzo generato dopo il superamento determina una nuova curva a forma di sorriso.. Vedete, ogni parametro ha un intervallo di valori ottimale.

L'obiettivo è la prova: ci sono 200 serie di registrazioni di regolazione di una certa comunità di robot, che mostrano che il 67% dei problemi di jitter sono causati dalla deviazione del valore P dall'intervallo ottimale di oltre il 20%, e il 54% della risposta lenta è dovuta al valore I impostato troppo grande, cioè più di 1,2 secondi. I numeri non mentono e nemmeno il servo.

In questo momento entriamo nel secondo cerchio della spirale ascendente, cioè nella fase di intervento avanzato. Dopo che i movimenti di base sono in uno stato stabile, prova a utilizzare queste tecniche.

Per P asimmetrico, al movimento in avanti vengono assegnati valori proporzionali diversi e anche al movimento inverso vengono assegnati valori proporzionali diversi. Ad esempio, quando si sale, utilizzare P pari a 0,6 e quando si scende, utilizzare P pari a 0,4. Sarà più sensato combattere la gravità in questo modo.

Impostazione dell'intervallo limite integrale: svolge un ruolo nell'impedire all'integrale di raggiungere uno stato saturato. Imposta un limite superiore per il numero accumulato di I per evitare che il servo continui ad accumulare punti folli quando è bloccato. Una volta rilasciato, non si precipiterà direttamente in cielo come un sedile eiettabile.

Quando si esegue il funzionamento differenziale, solo il segnale di feedback è differenziato e non risponde a cambiamenti improvvisi nel valore target. In questo modo, quando il comando salta, non farà sì che il servo produca un fenomeno di "crampo da paura".

Ciò che i lettori attenti scopriranno è che in realtà si tratta di dire al volante: "Capisco i tuoi limiti fisici". La struttura meccanica ha il proprio parametro climatico preferito, uno dei quali è un ingranaggio in plastica, l'altro è un ingranaggio in metallo, e i tipi ad alta coppia e alta velocità hanno diverse espressioni di atteggiamento e prestazioni di corsa, che sono divise in diversi tipi. Per la stessa situazione numerica in cui P è uguale a 0,8, la timoneria piccola mostrerà uno stato gentile come la brezza primaverile che soffia dolcemente sul viso, mentre la timoneria grande mostrerà una situazione forte simile a quella quando passa un tifone.

Il secondo suggerimento chiave (incorporandovi delle parole chiave): Suggerimento di stile avanzato: lascia che i dati parlino da soli, piuttosto che fare affidamento sull’intuizione.Prendi un pezzo di carta e registra i tre indicatori dopo ogni modifica: tempo di arrivo, angolo di superamento e ampiezza del jitter quando stabile.. Quindi confrontali proprio come assaggiare il tè.

È il momento delle domande e risposte sulle FAQ: la prima frase di ogni risposta fornisce direttamente la conclusione, in cinquanta parole.

D: Il servo emette un sibilo quando è fermo, come risolverlo?

A: Ridurre il valore del differenziale (D). Se D è troppo alto, il segnale di rumore verrà amplificato, causando una sovracompensazione delle microvibrazioni da parte del servo. Regolarlo al di sotto di 0,1 può generalmente eliminarlo.

D: La risposta è troppo lenta, ma cosa devo fare se inizia a tremare dopo aver aumentato P?

Innanzitutto, aumentare il differenziale (D) per eliminare il jitter. D può fornire uno smorzamento, che in alcuni casi consente di aumentare P fino a 1,5 volte l'originale senza causare oscillazioni.。

D: Ho bisogno che il servo mantenga la precisione anche quando è sotto carico. Quale dovrei regolare?

A: Espandi il tempo integrale (I). Va notato che ciò che viene menzionato qui è "l'aumento" del valore (ad esempio, l'aumento da 0,3 a 0,8), che rende il ruolo dell'integrale più debole ed evita la situazione in cui l'errore accumulato supera il limite quando cambia il carico.

D: La posizione è sempre diversa di un angolo fisso, come se ci fosse una zona morta?

R: Controlla se la voce punti è attivata. L'integrale (I) viene utilizzato specificamente per eliminare gli errori statici. Se gli si assegna un valore diverso da zero (ad esempio 0,5 secondi), è possibile eliminare gradualmente l'errore residuo.

D: Dopo aver regolato i parametri, funziona se cambio l'alimentazione?

R: Regolare nuovamente leggermente il rapporto di confronto (P).Se la tensione diminuisce, la potenza in uscita del servo diminuirà, il che ha lo stesso effetto di un valore P più piccolo.. Aumentando il valore P dal 10 al 20% è possibile ripristinare lo stato originale.

Ti ricordi ancora quello studente in primavera? All'inizio dell'estate l'auto di sua proprietà era già in grado di girare tranquillamente con un bicchiere pieno d'acqua. La conclusione a cui alla fine arrivò fu estremamente semplice. Il PID non è una metafisica, ma un ciclo di osservazione, registrazione e osservazione. Ogni volta che si modifica un parametro, è necessario chiedersi se l'"emozione" mostrata dal servo è irritabilità, pigrizia o panico, e quindi guidarlo con molta delicatezza.

Suggerimenti per l'azione (seguiteli direttamente):

1. Preparare una scheda di registrazione con l'elenco P, I, D e la descrizione del fenomeno.

2. Inizia con la proporzione pura, trova il punto critico di jitter e poi torna all'80%.

3. Aggiungi punti e prova dal piccolo al grande finché l'errore statico non scompare e non si verifica alcuna scansione lenta.

4. Infine aggiungi il differenziale, aumenta lentamente da 0 e fermati immediatamente quando senti che il movimento è "umido".

5. Modifica solo un parametro alla volta! Non muoverli entrambi contemporaneamente.

La scatola dello sterzo è senza parole, ma ogni angolo e ogni vibrazione registrano un registro per te. Se lo capisci, scoprirai che esiste un mondo unico all'interno dei tre parametri. Ora vai al laboratorio, chiudi la porta, prendi un cacciavite e ascolta il canto costante di quel piccolo motore.