ダブルクローズドループ制御とは
二重閉ループ制御アルゴリズムは、制御システムのさまざまな外乱や変化を最適化し、システムの安定性、精度、応答速度を向上させる高度な制御方法です。
二重閉ループ制御アルゴリズムは、内部ループと外部ループで構成され、それぞれシステムの高速応答とシステム安定性を制御します。
インナーループ コントローラーは主にシステムの実際の出力の監視と調整を担当し、システムの高速応答と高精度を確保します。通常、比例、積分、および微分制御アルゴリズムを使用し、適切なパラメーターの選択を最適化します。
アウターループコントローラはシステムの安定性を制御する役割を担っており、システムのインナーループ制御の精度と応答速度を確保する場合、出力信号と基準入力信号を比較することでPID制御アルゴリズムが使用されます。システム信号の出力を調整して安定性を実現します。
ダブル閉ループ PID アルゴリズムをデバッグする
次の手順に従う必要があります。
1. PID パラメータを確認します。まず、PID パラメータが正しいかどうかを確認します。比例係数、積分係数、微係数、サンプリング時間などのパラメータが正しく設定されているか確認してください。
2. ループ構造を確認します。二重閉ループ構造が正しいかどうかを判断します。制御系に複数のループがある場合、各ループの計算順序が正しいか確認する必要があります。
3. 信号品質の確認: 入力信号と出力信号の品質を確認します。入力信号の品質が低いと、制御システムにノイズやジッターが発生する可能性があります。出力信号の品質が低いと、制御システムの応答が鈍くなったり、不安定になったりする可能性があります。
4. シミュレートされた環境: 制御システム環境をシミュレートし、シミュレータまたはシミュレーション ソフトウェアを使用してシミュレーション テストを行います。シミュレートされた環境は、開発者がシステムが入力にどのように応答するかをより深く理解し、問題をより迅速に特定できるようにするのに役立ちます。
5. パラメータの調整: シミュレーション テストの結果に従って、制御システムの感度と安定性を高めるためにパラメータを調整します。テストデータと実際の動作条件を通じてパラメータが正しいことを確認してください。
6. 実際のテスト: 上記の手順で良好な結果が得られた場合は、実際のテストを実行して結果を分析できます。結果が期待どおりでない場合は、パラメーターの調整を続けて検証する必要があります。
内リングと外リングの帯域幅
通常、インナーループ制御はアウターループ制御に比べて帯域幅が広く、例えばロボット関節の制御ではより速い応答速度が求められ、エンドエフェクターの位置制御ではより安定した制御が求められます。
具体的には、デュアル閉ループ PID コントローラーでは、制御システムの内側ループと外側ループがそれぞれ独自の比例パラメーター、積分パラメーター、および微分パラメーター (Kp、Ki、および Kd) を持ちます。ロボット関節の制御に素早く応答するために、内側ループの制御パラメータは外側ループの制御パラメータよりも高くする必要がありますが、ロボット関節の位置制御をより安定させるために、外側ループの制御パラメータは小さくする必要があります。ロボットのエンドエフェクター。
たとえば、ロボット制御では、内側ループの PID コントローラーは Kp = 1000、Ki = 0、Kd = 10 の制御パラメーターを持つことができ、外側ループの PID コントローラーは Kp = 100、Ki = 0.1、Kd を持つことができます。 = 1 制御パラメータ。
この制御戦略により、ロボット制御システムがロボットの関節制御に迅速に応答しながら、ロボットのエンドエフェクターの位置を正確に制御できることが保証されます。
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