8-900-374-94-44
Робот пытается ехать вдоль границы между белым и черным, а там датчик показывает примерно 50 % освещенности. И чем дальше он от нормального положения, тем больше усилий прилагает робот, чтобы вернуться к 50 %.
Для написания программы воспользуемся терминами «ошибка», «управляющее воздействие».
Ошибка — разность текущего показания датчика и нормального. В нашем случае, если сейчас робот видит 20 % освещенности, то ошибка равна 20-50= -30 %. Знак ошибки указывает, в какую сторону роботу стоит повернуть, чтобы избавиться от ошибки.
Теперь мы должны указать моторам, в какую сторону роботу поворачивать, с какой скоростью и насколько резко. Нужно оказать управляющее воздействие на моторы, под которым подразумевается, насколько резко ему стоит возвращаться к нормальному положению. Управляющее воздействие (UP) рассчитывается как ошибка (error) умноженная на коэффициент пропорциональности (k). Этот коэффициент используется для усиления или уменьшения влияния ошибки на управляющее воздействие. Управляющее воздействие подается в рулевое управление, где устанавливается средняя скорость робота.
Но и этот регулятор можно усилить с помощью введения пропорциональной и интегральной составляющей, описание будет в следующих статьях. До скорых встреч!
ПИ-регулятор является одним из наиболее универсальных регуляторов. Фактически ПИ-регулятор – это П-регулятор с дополнительной интегральной составляющей. И-составляющая, дополняющая алгоритм, в первую очередь нужна для устранения статической ошибки, которая характерна для пропорционального регулятора. По сути, интегральная часть является накопительной, и таким образом позволяет осуществить то, что ПИ-регулятор учитывает в данный момент времени предыдущую историю изменения входной величины. Если добавить к алгоритму дифференциальную составляющую — он трансформируется в ПИД-закон регулирования.
ПИ-регулятор. Формула выходного сигнала:
, где:
ПИ-регулятор. Передаточная функция :
W(p)= K(1+1/Tи*s) или W(p)= K+1/Tи*s;
Из формулы видно, что п-составляющая складывается с накопленной и-составляющей за время t. Фактически, ПИ-регулятор «учится» на предыдущем опыте. Если система не испытывает внешних возмущений – регулируемая величина стабилизируется на заданном значении: П-составляющая будет равняться 0, а интегральная составляющая полностью обеспечит выходной сигнал.
ПИ-регулятор можно получить типовым соединением звеньев – параллельным. Составим в MatLab схему из двух параллельно соединенных звеньев – к и 1/Ти. Дадим запаздывание в 1 секунду, чтобы увидеть выход в начальный момент времени.
К=1, Ти=10.
Рассмотрим переходную характеристику ПИ-регулятора. Переходная характеристика – реакция на единичное ступенчатое возмущение. Смоделируем в среде MatLab несколько переходных процессов для различных ситуаций.
С графика видно, что переходная характеристика ПИ-регулятора состоит из сложенных пропорциональной и интегральной. Чем больше к, тем больше будет пропорциональный заброс на графике.
Рассмотрим на примере нескольких Ти на ПИ-регулятор, его выход и вид переходного процесса. Смоделируем несколько параллельных процессов с выводом на один Scope с помощью Mux.
P=P1=P2=1, T1=2, T2=10, T3=50
Видим, что красный график (T3=50) имеет наименьший наклон. Синий (T1=2) – наибольший. Из этого следует, чем больше Ти, тем медленнее регулятор накапливает сигнал. Также, из графика (T1=2) можно заметить, что Ти – это, по сути, то время, за которое интегральная часть отработает столько же, сколько и пропорциональная.
Tags законы регулирования общие сведения
autoworks.com.ua
Пропорциональный интегральный дифференциальный ПИД-регулятор в робототехнике Lego Mindstorms. Релейный регулятор.
Пропорциональный интегральный дифференциальный ПИД-регулятор в робототехнике Lego Mindstorms. Применение регуляторов.
roboland-rnd.ru
| Среда программирования LEGO Mindstorms EV3 будучи прямым продолжателем традиций от NXT-G взяла также много хорошего от других своих предшественников Robolab и LabView: досрочный выход из цикла, массивы, сложные арифметические выражения, управление по изменению значения на датчике. |
Кстати, простейший эксперимент с данным показателем позволяет увидеть, какая на самом деле подается мощность на мотор при разных параметрах, управляющих поведением мотора.
Использование другого блока управления — Tank Move (независимое управление) дает такие же результаты.
Дополнение (от 16.12.2013): С полностью заряженной аккумуляторной батарей, блок выдает 91 процент. Используя знания о напряжении аккумулятора из этой статьи и сделав простую пропорцию, получаем, что блок будет показывать 100% при 9 V напряжения. Т.е., по сути, показания на блоке зависят от напряжения, и это позволяет оценить уровень заряда на батарее. Как и где это можно применить, описывалось чуть больше года назад.
nnxt.blogspot.com
Структурные схемы автоматических регуляторов — аналоговых и дискретных — с типовыми алгоритмами регулирования могут быть получены на основе известных в теории автоматического регулирования методов коррекции, когда желаемые динамические характеристики (алгоритмы) достигаются с помощью последовательных и параллельных корректирующих цепей (активных и пассивных) и обратных связей. В ряде случаев исполнительные механизмы также участвуют в формировании необходимого алгоритма.
На рис.5.1 изображены основные структуры, в соответствии с которыми построено большинство промышленных регуляторов с типовыми алгоритмами. На структурных схемах приняты следующие обозначения: 1 — преобразователь входной величины х; 2 — усилительное устройство; 3 — функциональная обратная связь; 4 — исполнительное устройство (механизм), сигнал, с выхода которого управляет объектом.
Преобразователь 1 может осуществлять демпфирование входных сигналов, пропорциональных регулируемым параметрам, преобразование токовых сигналов в сигналы напряжения, суммирование нескольких входных сигналов, масштабирование, активную фильтрацию помех и т. д. В структурах (рис.5.1,а—в) формирование алгоритма осуществляется корректирующей обратной связью 3, охватывающей усилитель 2, и исполнительным устройством 4.
В структурной схеме на рис.5.1,а функциональная обратная связь 3 не охватывает исполнительное устройство 4, поэтому будем называть эту структуру структурой без обратной связи по положению исполнительного устройства. В регулирующих устройствах этого типа устройство 4 выполняется чаще всего в виде интегрирующего двигателя с преобразователем угла поворота (датчик положения), а его передаточная функция входит в передаточную функцию закона регулирования.
В отличие от этих регуляторов структуры на рис.5.1,б соответствуют так называемым регуляторам с обратной связью по положению исполнительного устройства. По правилам структурного преобразования схемы на рис.5.1,а, б могут быть сведены к одной из них, однако техническая реализация и свойства структур различны, что и делает необходимым их разделение.
В структурной схеме на рис.5.1,в исполнительное устройство охватывается жесткой обратной связью и носит название позиционера, так как его выходная величина — регулирующее воздействие μ— пропорциональна входному. Закон регулирования определяется блоками 2 и 3.
Рис. 5.1. Типовые структурные схемы промышленных регуляторов
В ряде промышленных регуляторов закон регулирования формируется суммированием отдельных составляющих, реализуемых блоками (2i(1),…, 2i(n)) (рис.5.1,г), каждый из которых может быть образован контуром из усилительного устройства 2 и функциональной обратной связью 3. Часто исполнительное устройство 4 в этих структурах является позиционером. В наиболее простых промышленных регуляторах (например, релейных) структурная схема на рис.5.1,г содержит лишь единственное усилительное звено 2 и отсутствует обратная связь 3.
К наиболее простым по выполняемым функциям элементам электронных средств автоматизации относятся резисторы, электрические конденсаторы, катушки индуктивности, коммутирующие устройства.
Каждый из элементов характеризуется определенными количественными показателями, которые называются функциональными параметрами. Значения функциональных параметров, предусмотренные техническими условиями на данный элемент, называются номинальными или просто номиналами. Допустимые отклонения от номиналов зависят от класса точности деталей. Цена однотипных деталей различного класса точности может отличаться на 50 % и более.
Электронные элементы обеспечивают нормальное функционирование аппаратуры при соблюдении определенных условий их эксплуатации, т. е. определенного рабочего режима. Режим может определять допустимые рабочие температуры, токи, напряжения, выделяемую мощность и т. д.
Согласно ГОСТ 16962—71 влияние на элементы внешней среды (температуры, влажности, пыли, радиоактивного облучения) оцениваются двумя показателями: прочностью (способностью элементов выдерживать без существенного изменения их параметров длительные механические нагрузки) и устойчивостью (способностью элементов сохранять параметры в условиях климатических воздействий и после них). Устойчивость того или иного функционального параметра к изменениям температуры оценивается температурным коэффициентом.
studfiles.net
Простой регулятор мощности до 100Вт можно сделать всего из нескольких деталей. Его можно приспособить для регулирования температуры жала паяльника, яркости настольной лампы, скорости вентилятора и т.п. Регулятор на тиристоре получается по размерам сильно большой и конструктивно имеет недочеты и большую схему. Регулятор мощности на импортном малогабаритном симисторе mac97a (600В; 0,6А) можно коммутировать и более мощные нагрузки, простая схема, плавная регулировка, маленькие габариты.
Если у тиристора есть анод и катод, то электроды у симистора так охарактеризовать нельзя, потому что каждый электрод является и анодом и катодом одновременно. В отличие от тиристора, который проводит ток только в одном направлении, симистор способен проводить ток в двух направлениях. Именно поэтому симистор прекрасно работает в сетях переменного тока.
Как раз простой схемой, характеризующей принцип работы симистора служит наш электронный регулятор мощности.
После подключения устройства к сети на один из электродов симистора подаётся переменное напряжение. На электрод, который является управляющим с диодного моста подаётся отрицательное управляющее напряжение. При превышении порога включения симистор откроется и ток пойдёт в нагрузку. В тот момент, когда напряжение на входе симистора поменяет полярность он закроется. Потом процесс повторяется.
Чем больше уровень управляющего напряжения тем быстрее включится симистор и длительность импульса на нагрузке будет больше. При уменьшении управляющего напряжения длительность импульсов на нагрузке будет меньше. После симистора напряжение имеет пилообразную форму с регулируемой длительностью импульса.
В данном случае изменяя управляющее напряжение мы можем регулировать яркость электрической лампочки или температуру жала паяльника, а также скорость вентилятора.
При каждой полуволне сетевого напряжения конденсатор С заряжается через цепочку сопротивлений R1, R2, когда напряжение на С становится равным напряжению открывания динистора VD1 происходит пробой и разрядка конденсатора через управляющий электрод VS1 .
Динистор DB3 является двунаправленным диодом (триггер-диод), который специально создан для управления симистором или тиристором. В основном своем состоянии динистор DB3 не проводит через себя ток (не считая незначительный ток утечки) до тех пор, пока к нему не будет приложено напряжение пробоя.
В этот момент динистор переходит в режим лавинного пробоя и у него проявляется свойство отрицательного сопротивления. В результате этого на динисторе DB3 происходит падение напряжения в районе 5 вольт, и он начинает пропускать через себя ток, достаточный для открытия симистора или тиристора.
Диаграмма вольт-амперной характеристики (ВАХ) динистора DB3 изображена на рисунке:
Поскольку данный вид полупроводника является симметричным динистором (оба его вывода являются анодами), то нет разницы, как его подключать.
Характеристики динистора DB3
Кому нужно регулировать нагрузку более 100Вт, ниже представлена похожая схема более мощного регулятора на симисторе ВТ136-600.
Приведенная схема регулятора мощности на симисторе рассчитана на достаточно большой ток нагрузки.
Если у Вас нет необходимых деталей и платы для сборки регулятора мощности на симисторе MAC97A6, Вы можете купить полный набор для его сборки в нашем магазине.
Компрессор для накачки воздуха полезный инструмент в гараже автолюбителя. Им не только удобно и легко накачать колёса, но и также можно продуть карбюратор, трубку… и любую поверхность, можно использовать для краскопульта. Применений сжатой струе воздуха, конечно много, но для работы, например, отбойного молотка производительности этого компрессора будет не достаточно.
Подробнее…
Скоро новый год!
Давайте вместе с детьми сделаем красивую поделку к празднику — «НОВОГОДНИЕ ЧАСЫ«.
После некотрорых программных сбоев контроллера или микросхемы памяти, Windows не может определить подключённое устройство и при этом, операционная система не может установить соответствующий драйвер. Подробнее…
Популярность: 82 988 просм.
www.mastervintik.ru