Пид-регулятор

[Hel]

Просьба к модераторам. Если не в том месте оформил тему - перенесите плз.

Итак сабж. У меня сейчас идёт курсовое проектирование. Нужно разработать ПИД-регулятор. В принципе функциональная схема готова, принципиальная наполовину, как раз дошла очередь до интересных моментов, в которых я Вас прошу очень мне помочь.

1) Интегрирующая и дифференцирующая составляющие. Обе части основаны на схемах интегратора на ОУ. Но возникает некоторая проблема. По условию проекта постоянные интегрирования варьируются примерно от 2 до 100 секунд. По формуле T=RC получится, что придётся выбирать либо большой резистор, либо конденсатор, либо и то, и другое. Ни один из этих случаев в принципе не подходит - в таком случае реальная схема становится громоздкой (большой конденсатор), либо в цепи фактически будет разрыв (большой резистор), что недопустимо. Поэтому если можете - подскажите схему интегратора с уменьшенной ёмкостью. Гугл облазил - не нашёл.

2) В схеме также присутствует цифровая часть, а именно несколько ЦАП, которые будут регулировать коэффициенты усиления и соответственно параметры постоянных времени. Как задействовать ЦАП в этом моменте - я уже немного разобрался. То есть, если это ЦАП по напряжению, то он просто напросто устанавливается перед усилительным каскадом таким образом, что входной сигнал подаётся на пин опорного напряжения, а выход ЦАП является входом каскада. Проблема только в том, что с ЦАПами я знаком очень плохо. Если можете - посоветуйте хоть сколько простую модель (8 или 12 бит) с полным описанием по распиновке. Также распиновки включения дешифратора, регистра. Желательно такие модели, которые имеются в библиотеках OrCad.

Заранее огромное "благодарю" за любую помощь.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[supsup]

По Вашему первому пункту не очень понятна "громоздкость" схемы. При 100 сек - 10мкФ и 10МОм - оба элемента выпускаются в корпусах smd типоразмера 1206 (3,2х1,6мм). Кстати, оба звена лучше сделать на одном операционнике - посмотрите Титце и Шенка. В этой книге приведен прекрасный пример расчета ПИД-регулятора.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Mashkov_D]

Схему бы увидеть.

[Реклама]

Особенности хранения литиевых аккумуляторов и батареек

Потеря емкости аккумулятора напрямую зависит от условий хранения и эксплуатации. При неправильном хранении даже самый лучший литиевый источник тока с превосходными характеристиками может не оправдать ожиданий. Технология, основанная на рекомендациях таких известных производителей литиевых источников тока, как компании FANSO и EVE Energy, поможет организовать правильный процесс хранения батареек и аккумуляторов. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Hel]

Уточнил у преподавателя. Он сказал, что плюс ко всему при выборе интегратора на простейшей схеме (ОУ, конденсатор, резистор) с такими параметрами теряется устойчивость звена к помехам, также присутствует большое отклонение реальной переходной характеристики.

Сейчас выложу дифференцирующую составляющую. Она в принципе построена на том же интеграторе, только в обратной связи. Параметры резисторов пока не рассчитаны, а прикинуты просто для того, чтобы сейчас схема хоть как-нибудь симулировалась.

Слева вход на Д-составляющую, начинается с усилителя (в последствии он же через ЦАП будет регулировать постоянную дифференцирования), правее диф.усилитель. дальше усилитель, который предполагает регулировать постоянную фильтрации. Внизу тот самый интегратор в обратной связи.

Питание по шине +/- 15V

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Andrey Z]

U5A - не чистый интегратор. Это инерционное звено W=K/(Ts+1). Или это модель объекта управления 1-го порядка (исполнительный двигатель постоянного тока с постоянными магнитами)? Дифференциатора на вашей схеме вообще нет. U4A - вычитатель. Все остальные ОУ являются пропорциональными звеньями.

У чистого интегратора (звено W=K/Ts) на входе стоит резистор, а в цепи ООС - конденсатор. У дифференциатора (звено W=K(Ts+1)) наоборот - на входе конденсатор, а в цепи ООС - резистор.

Пример дифференцирующего усилителя приведен в файле.

А почему-бы это все не решить на микроконтроллере?

Изменено 16 марта, 2009 пользователем Andrey Z

[Hel]

Довольно жёсткие рамки проекта.

Считается, что использование дифференциатора с такими большими постоянными времени будет вызывать сильные нелинейные искажения в реальных условиях, поэтому мне поставлена задача реализовать дифференциатор на основе интегратора и этого самого вычитателя.

В принципе мне удалось найти схему интегратора на малой ёмкости(схему прилагаю), но её точный расчёт несколько затруднён. В некоторых случаях реальные результаты немного не соответствуют теоретическим расчётам.

Вход схемы через R29.

Выход на R44(который явлется уже звеном другой части цепи).

Подумал, что целесообразно добавить в схему цепь разряда конденсатора (резистор R35), так как в ином случае схема ведёт себя некорректно. Кстати, именно здесь расчёт и затрудняется, так как от значения этого сопротивления меняется выходная характеристика по Uвых/Uвх

Здесь же выкладываю результаты симуляции. Жёлтый - выход П-составляющей, фиолетовый - выход И, красный - выход Д. Зелёный - конечный выход всей схемы(которую по возможности выложу позже, когда разберу все полёты.

Пока решил не заморачиваться с реализацией полных условий для работы регулятора, поэтому первое время поставил на вход импульсник, который будет генерировать ошибку по напряжению.

Кстати ещё небольшая просьба, помочь разобраться

Чем больше вся схема насыщается ОУ, тем более имеет место на выходе напряжение смещения нуля. Пока не знаю, как с этим бороться, если можете, подскажите, пожалуйста.