Zbuduj kontroler PID

Question

Jestem na 3 roku mojego inżyniera elektryka. stopień. Mam teraz projekt, w którym muszę stworzyć kontroler PID do wdrożenia. Podali mi dokładne wartości stałych Kp, Ki, Kd i maksymalną dopuszczalną częstotliwość.

Mój obwód integratora jest oparty na integratorze Millera, ale z rezystancją równoległą do kondensatora, dzięki czemu mogę mieć stałe wzmocnienie przy sygnałach o niskiej częstotliwości.

Moje pytanie brzmi: jak mam wybrać lub obliczyć wartości rezystancji i kondensatora na podstawie maksymalnej częstotliwości, którą mi podają, i stałej całkowania Ki?

Mój integrator wygląda jak to zdjęcie:

_{Źródło obrazu: Samouczki dotyczące elektroniki - integrator wzmacniacza operacyjnego AC z kontrolą wzmocnienia DC}

Przesłałem zdjęcie PID-u, którego próbuję użyć. Zapraszam do wskazania wszelkich błędów. Wykorzystuje elementy proporcjonalne, całkowe i różniczkowe, a następnie odwracający wzmacniacz sumujący.

Answer 1

Trudność w twoim podejściu polega na braku powiązania między współczynnikami PID a pozycjami biegunów / zer. Na seminarium APEC, które wygłosiłem w 2012 roku, ponownie wyprowadziłem obliczenia biegunów i zer na podstawie istniejących współczynników PID. Kiedy już wiesz, gdzie znajdują się bieguny i zera, możesz określić wartość komponentów w swoim obwodzie. Zależność łącząca współczynniki z biegunami i zerami jest przedstawiona poniżej:

Są to surowe wyrażenia i sądzę, że prawdopodobnie można je w jakiś sposób uprościć. Gdy masz już te formuły, możesz zbudować dyskretny filtrowany formularz PID za pomocą wzmacniaczy operacyjnych, tak jak to zrobiłeś, ale użyłem nieco innej implementacji:

W tym filtrze dodawany jest dodatkowy biegun, aby utworzyć odpowiednik kompensatora typu 3, który zapewnia spadek wzmocnienia przy wysokich częstotliwościach ze zboczem -2. Poniżej parametry obliczone przez program:

Jak widać poniżej, odpowiedzi między tymi dwoma podejściami są identyczne:

Szczerze mówiąc nie wiem, jak ustabilizować przetwornicę mocy bezpośrednio za pomocą surowych współczynników PID, ale na pewno wiem, jak to zrobić za pomocą rozmieszczenia biegunów i zer. Więcej wyprowadzeń na ten temat można znaleźć w książce, którą opublikowałem w 2012 r. O sterowaniu pętlą.