我正在考虑尝试使用PIV控制而不是PID控制。与PID相反,PIV控制在互联网和文献中几乎没有解释。几乎只有一个信息源解释了该方法,这是Parker Motion的技术论文。

我从控制方法图(在Laplace域中)了解到的是,控制输出归结为以下各项的总和:


Kpp *(位置误差的积分)
-Kiv *(测量的速度的积分)
-Kpv *(测量的速度)

我正确吗?谢谢。

评论

我从未听说过这样的事情,老实说,首字母缩写很奇怪。如果您在谈论位置控制,速度会不会与导数相同?我发现有趣的是,位置误差的积分不存在,就好像您有一个带有两个位置信息源(测量位置和速度积分)的PD控制器一样。您能否链接文章以便我们回答您的问题?

此处说明了PIV控制:parkermotion.com/whitepages/ServoFundamentals.pdf

这基本上是级联控制器的一种形式。在这里解释一下:en.wikipedia.org/wiki/PID_controller#Cascade_control

#1 楼

在我看来,经典PID拓扑和白皮书中提到的所谓PIV拓扑之间存在三个基本区别:


假定所需速度与位置误差成比例,则$ K_p $项对此进行了调节。
积分误差增益$ K_i $的作用是消除速度而不是位置的稳态误差。但是,由于项#1,这基本上是同一件事。
速度估计值直接通过$ K_v $项(而不考虑位置误差的导数)提供。

在他们的论文中,他们声称这种拓扑的主要优点是它更易于调整。

控制器的输出如下所示:

$ e_ \ theta = \ theta ^ *-\ theta \\
e_ \ omega =(K_pe_ \ theta- \ hat {\ omega})\\
\ text {output} = \ int K_ie_ \ omega dt-K_v \ hat {\ omega} $

当然,由于您可能正在对此进行编程,因此积分将被累加器变量替换,如下所示:

$ e_ \ theta = \ theta ^ *-\ theta \\
e_ \ omega =(K_pe_ \ theta- \ hat {\ omega})\\
\ text {integral} = \ text {integral} + K_ie_ \ omega \ Delta t \\
\ text {output} = \ text {integral}-K_v \ hat {\ omega} $

评论


$ \ begingroup $
估计的角速度$ \ hat {\ omega} $有自己的系数$ K_ {pv} $对吗?
$ \ endgroup $
– AyberkÖzgür
13年10月10日在9:10

$ \ begingroup $
我也猜想PIV在实践中不是很有用,因此不受欢迎。
$ \ endgroup $
– AyberkÖzgür
13年10月10日在9:11

$ \ begingroup $
是的,您是对的,我忘记添加了。我不知道问题是否有很大用处……尽管有充分的理由,但是在标准文献中只是没有看到。这可能是内部开发的,因为它适合他们的需求,但与PID并没有什么不同。
$ \ endgroup $
–georgebrindeiro
13 Mar 10 '13 at 14:44

$ \ begingroup $
我们正在使用PIV调节有腿轮系统上的车轮。由于车轮的形状(不规则),位置很重要。但是,在正常情况下,您需要调节速度。 PIV既考虑了PID又产生了更好的结果。
$ \ endgroup $
– sylvain.joyeux
13年3月24日在7:19

$ \ begingroup $
@AyberkÖzgür几乎所有的商用运动控制系统都使用级联PID控制器的某些变体,与此类似。例如。 Parker,Baldor,ACS,Copely,ACS,Delta-Tau ...这种在PI速度环上仅比例增益的位置环非常普遍,但是不同的供应商肯定会有自己的细微差别。系统通常也将具有电流环路以及各种前馈组件。的确,在业余爱好者圈子中,IMO的受欢迎程度较低,因为它相对于简单性而言,性能并不那么重要。
$ \ endgroup $
– Guy Sirton
16年3月3日在23:37

#2 楼

PID回路和增益相等的所谓PIV回路对扰动的响应应该相同,因此我不确定为什么声称扰动响应更好或更差的原因。
,则派生的“踢”将更少,如果您为事物提供尖锐的输入,这将是一件好事。

此外,由于事物来自积分器饱和,因此可能会有一些好处,具体取决于

大多数情况下,所谓的PIV循环只是一种影响闭环传递函数零点的方式。这是一种更通用的方案的特例,其中您的控制器输出为(以Laplace表示法)
$$ Y(s)= \ frac {k_ {fi} U(s)-k_ {bi} X(s) } {s} + \ left(k_ {fp} U(s)-k_ {bp} X(s)\ right)+ \ left(k_ {fd} U(s)-k_ {bd} X(s)\ right)s $$
其中$ Y $是控制器输出,$ U $是系统命令,$ X $是控制变量,而各种$ k_ {xx} $是前向和后向整数,是导数以及成比例的收益。在此方案中,您可以调整各种反馈增益($ k_ {bx} $)以获得所需的环路(以及扰动)响应,还可以调整正向增益($ k_ {fx} $)以改善响应。更改命令,无论您采用哪种标准,都可以实现“更好”。

将所有正向和反向增益设置为相等将获得简单的PID,同时设置$ k_ {bp} = 0 $和$ k_ {bd} = 0 $为您提供了所谓的“ PIV”控制器。

评论


$ \ begingroup $
你确定蒂姆吗?参见此处第3-26页web.stanford.edu/class/archive/ee/ee392m/ee392m.1056/…基本上是相同的配置...因此,您说的是这等同于“普通”循环位置?至少您会认为“速度”估算器框中的内容很重要。如果它们相等,为什么每个人似乎都为级联控制器进行运动控制而烦恼?
$ \ endgroup $
– Guy Sirton
16年4月4日,0:10

#3 楼

在工业上,这种控制通常仍称为PID控制,我已经看到了许多应用。它的主要优点在于它消除了因设定点突然变化而引起的“微分踢”,因此对于设定点跟踪最重要(而不是快速消除干扰)的应用很有用。请参阅http://www.controlguru.com/wp/p76.html。

该图显示了PID和PIV的微分踢的差异
http://controlguru.com/wp-content /uploads/2015/08/pidkickbig.jpg

评论


$ \ begingroup $
仅供参考,第二个链接已断开...
$ \ endgroup $
–daaxix
2016年9月1日下午13:25