技术论坛

 • 产品分类
 • 咱工程师的故事
 • 培训与认证答疑专区
 • 服务合作伙伴专区

 《聊聊“微分”功能及使用注意事项》

返回主题列表
作者 主题
yming
至圣

经验值:127300
发帖数:21998
精华帖:824
楼主    2023-12-05 13:48:44
主题：《聊聊“微分”功能及使用注意事项》 精华帖 

关于使用PID调制大惯量、高迟滞系统时，加入微分项（D）要注意的问题。

首先，我们来认识一下“微分”。

在数字计算中，这里的“微分” 实际上是差分，在采样周期 dT两点的差值。

Xt - X t-1，本质上就是 变量  X 的变化量。

监控变化量，在自动控制中非常重要。特点：就是提前介入控制。

什么是提前介入控制？

就是说，我们的控制并非通过数字量的阈值、回差来控制。例如：火警不是达到250度才动作。而是监测模拟量温升变化速率，就知道是着火了。

又如：我们监测控制系统设定值的变化量；当设定值提高、加大时，其变化量为正值；乘以放大系数叠加到转矩输出。这对于大惯量负载来说，效果是提高了响应速度。（积分输出过程就比较慢。）这就是前馈预控的作用。

在PID控制中，微分项是在误差输出的后面；它监测的 是误差ERR的变化量。我们知道，随着闭环控制工作，误差量逐步变小，毫无疑问，（相对上一个采样值变小，）其（微分）变化量是负值。微分的负值输出将抑制功能块的输出。误差值变化量越大，微分输出值越大，抑制量越大。而当误差值越小（意味着实际值接近设定值），变化波动越小时，微分的输出（抑制量）很小。这种特性特别适合大惯量、高迟滞的系统。通过加入微分，能有效控制对象的波动精度。




看起来不错，微分功能挺好。


但是，我们是做工程的。细节要注意。

例如：我们用500度热源去加热一物体，从0度加热到200度，需要18分钟；我们用1200本体自带的AI，采用100毫秒的循环中断采样差值，行不行呢？

实际上，不行！

尽管它的模拟量值都是0-27648，但因为它是10位AD转换，二进制表示的后五位是无效的。它的分辨率仅为1024。用0-250度传感器，感度0.24度。

实际使用中，埋在物体中的传感器温升，（换算可知）才0.185度/秒。这就是说，每次100毫秒循环中断的采样差值均为零。

这个微分毫无作用。即使采样周期放大10倍（1秒）也未必能行，微分输出总为零，不能控制住对象温度的波动。

毫无疑问，换个0-500度的传感器，更没戏了。

所以，使用微分功能前，要实际计算/测量一下控制对象的惯量、传感器的迟滞，选择合适的参数。（1200、LOGO全系列本体模拟量AD转换均是10位的。）

所以，去仔细看Zane版主关于温度控制的帖子。

思考一下：使用16位的AD转换模块，微分采样时间500毫秒。为什么？


学而时习之，不亦说乎？温故而知新，不亦乐乎？
您收到0封站内信：
×
×
信息提示
很抱歉！您所访问的页面不存在，或网址发生了变化，请稍后再试。