კონტროლერის დენის მარყუჟი: PI რეგულატორები, გაძლიერება და გამტარუნარიანობა

როდესაც აჩქარებთ, თქვენ არ ბრძანებთ ძაბვას, არამედ ბრუნვის მომენტს, შესაბამისად - დენს. კონტროლერმა უნდა უზრუნველყოს, რომ ძრავში რეალური დენი მიჰყვებოდეს ამ მითითებას, მიუხედავად ცვალებადი სიჩქარისა, კლებადი ბატარეისა და ძრავის გაცხელებისა. ეს სამუშაო ევალება დენის მარყუჟს, რომელიც აგებულია ე.წ. PI რეგულატორების გარშემო. მათი რეგულირება განსაზღვრავს განსხვავებას რბილ და ზუსტ ძრავასა და ძრავას შორის, რომელიც სტვენს, ვიბრირებს ან დუნედ რეაგირებს.

დენის მარყუჟის როლი

ვექტორულ მართვაში, რეგულირდება ორი დენი: q დენი, რომელიც ქმნის ბრუნვის მომენტს, და d დენი, რომელიც ნულზეა შენარჩუნებული ან გამოიყენება დეფლუქსაციისთვის. თითოეულ ღერძს აქვს თავისი რეგულატორი. ყოველი გადართვის პერიოდში ისინი იღებენ გადახრას მითითებულსა და გაზომილს შორის და ითვლიან გამოსაყენებელ ძაბვას.

P როგორც პროპორციული

პროპორციული წევრი ახორციელებს გადახრის პროპორციულ კორექციას: დიდი გადახრა, დიდი კორექცია. ის რეაგირებს დაუყოვნებლივ. თუმცა, მარტო ის ტოვებს მცირე მუდმივ გადახრას, რადგან საჭიროა გადახრა იმისთვის, რომ მან იმოქმედოს. და თუ მისი გაძლიერება ზედმეტად მაღალია, ის ზედმეტად ასწორებს: დენი რხევას იწყებს მითითებულის გარშემო.

I როგორც ინტეგრალური

ინტეგრალური წევრი აჯამებს გადახრას დროის განმავლობაში. სანამ გადახრა არსებობს, თუნდაც მცირე, მისი კორექცია იზრდება, სანამ არ გაქრება. სწორედ ის ანაზღაურებს, მაგალითად, ძრავის მიერ ბრუნვისას გამომუშავებულ ძაბვას, რომელიც იზრდება სიჩქარესთან ერთად. ზედმეტად მაღალი მნიშვნელობისას, ის იწვევს გადაჭარბებას და ნელ რხევებს.

გაძლიერების გამოთვლა ძრავის საფუძველზე

ძრავის ხვეული, დენის მარყუჟისთვის, იქცევა როგორც წინაღობა ინდუქციურობასთან სერიულად. ეს საშუალებას იძლევა მეთოდური რეგულირებისა:

• ვირჩევთ მარყუჟის სასურველ სისწრაფეს, მის გამტარუნარიანობას;
• პროპორციული გაძლიერება უდრის ინდუქციურობას გამრავლებულს ამ გამტარუნარიანობაზე;
• ინტეგრალური გაძლიერება უდრის წინაღობას გამრავლებულს იმავე გამტარუნარიანობაზე.

ამ არჩევანით, რეგულატორი ზუსტად ანაზღაურებს ხვეულის ქცევას და დენი მიჰყვება მითითებას არჩეული სისწრაფით, გადაჭარბების გარეშე. სწორედ ამიტომ, ძრავის დეტექცია ზომავს წინაღობას და ინდუქციურობას: გაძლიერება გამომდინარეობს აქედან.

რამდენად სწრაფი უნდა იყოს

ჩვენ გვსურს რაც შეიძლება სწრაფი მარყუჟი. მაგრამ ის შეზღუდულია იმ სიხშირით, რომლითაც კონტროლერი ზომავს და ასწორებს, ანუ გადართვის სიხშირით, და გაზომვისა და გამოთვლის შეფერხებებით. პრაქტიკაში, ჩვენ ვინარჩუნებთ მარყუჟის გამტარუნარიანობას გადართვის სიხშირეზე მნიშვნელოვნად დაბლა. ამის მიღმა, მარყუჟი ხდება არასტაბილური: ძრავა სტვენს, დენი რხევას იწყებს, კონტროლერმა შეიძლება გათიშოს ზედმეტი დენის გამო.

როდესაც ძაბვა არასაკმარისია: სატურაცია

მაღალი სიჩქარისას, რეგულატორმა შეიძლება მოითხოვოს მეტი ძაბვა, ვიდრე ბატარეა აწვდის. გამოყენებული ძაბვა აღწევს ზღვარს, დენი ვეღარ მიჰყვება და ინტეგრალური წევრი აგრძელებს გადახრის დაგროვებას. როდესაც სიტუაცია იხსნება, ეს დაგროვება იწვევს ბიძგს. ამიტომ, სერიოზული კონტროლერები ზღუდავენ დაგროვებას სატურაციის დროს: ეს არის ინტეგრატორის ანტი-გაქცევის ფუნქცია. სწორედ ამ ზონაში მივმართავთ დეფლუქსაციას.

დენის მარყუჟის გარშემო არსებული მარყუჟები

დენის მარყუჟი არის ყველაზე სწრაფი და ყველაზე შიდა. სხვა, უფრო ნელი მარყუჟები შეიძლება დაეყრდნონ მას:

• სიჩქარის მარყუჟი, რომელიც ადგენს დენის მითითებას სიჩქარის შესანარჩუნებლად (სიჩქარის რეგულატორი, შეზღუდვა);
• პოზიციის მარყუჟი, რობოტებისა და აქტივატორებისთვის;
• შემზღუდველები, რომლებიც ამცირებენ მითითებას ბატარეის ტემპერატურის ან ძაბვის მიხედვით.

ელექტრო თვითმკატზე, აქსელერატორი, როგორც წესი, პირდაპირ მართავს დენის მითითებას: სწორედ ეს იძლევა მკაფიო და დოზირებადი ბრუნვის მომენტის შეგრძნებას.