Korondi Péter

Csúszómód-szabályozás a teljesítményelektronikában és mechatronikában

Egyetemi tankönyv


Mérési eredmények

Ismét a pozíciószabályozás a cél. A zavarkompenzáció feladata az, hogy a nemlineáris súrlódást kompenzálva egy általunk meghatározott ideális dinamika követésére kényszerítse a tényleges rendszerünket. A kompenzálás képességeinek bemutatása érdekében egy olyan pozíciószabályozót választottunk, amely esetén kompenzáció nélkül az ideális és a valós rendszer válasza szembetűnően eltér. Tekintsük a 6.7. ábrát. A választásunk a PD-szabályozóra esett, amely elvileg pozíciószabályozásnál súrlódásmentes esetben tudná kompenzálni az állandósult hibát, mivel ideális esetben a motoron belül van egy integráló hatás. Az arányos tagot és a referenciajelet is szándékosan nagyon kicsire választottuk. P = 15. (A referenciajel nagyságának is csak nemlineáris rendszereknél van jelentősége.) A PD-szabályozó esetén, ahogy a motorra jutó feszültség a kritikus 1,2 V érték alá csökken, a motor beragad. A t = 5 sec időpillanatban szoftveresen egy terhelésrádobást hajtottunk végre, olyan módon, hogy a motor számára kiadott feszültségjelből levontunk 7 V-ot. A terhelésrádobás után a valós rendszer válasza még előjelben is különbözik az ideális rendszer válaszától. A 6.7. ábrából egyértelműen kitűnik, hogy kompenzáció nélkül ez a PD-szabályozó nem tud megbirkózni a feladattal. Hangsúlyozzuk, hogy egy lényegesen nagyobb arányos taggal, különösen nagyobb referenciajelnél sokat lehetne javítani a szabályozás minőségén, de az a célunk, hogy a javasolt kompenzáció hatékonyságát mutassuk be. Ha ugyanezt a kifejezetten rosszul megválasztott és kifejezetten rosszul behangolt PD-szabályozót kiegészítjük a javasolt kompenzációval, akkor egy teljesen elfogadható működést érhetünk el. A terhelésrádobás előtti állandósult hiba 40%-ról lecsökkent 0,15%-ra. A terhelésrádobás után ennél is nagyobb arányú a javulás, ekkor az állandósult hiba 205%-ról 0,4%-ra csökken. Összehasonlításul megvizsgáltuk, hogy (a P és D értékeket változatlanul hagyva) milyen javulás érhető el egy olyan integráló tag hozzáadásával, amely a motoron kívül van. Lineáris rendszer és konstans alapjel esetén az integráló típusú szabályozások állandósult hibája nulla, de a súrlódás miatt a rendszerünk nem tekinthető lineárisnak; jól látható az ún. stick-slip jelenség. Terhelésrádobás előtt a váltakozó előjelű hiba ±37% volt, terhelésrádobás után ±4,6%. A 6.8. ábra a kompenzáló jel időfüggvényét mutatja, az ábrán szaggatott vonallal jelöltük a külső terheléshez szükséges kompenzációt. Jól látható, hogy a terhelésrádobás előtt kialakult egy konstans kompenzáló jel, ez a mozgás közben jelentkező Coulomb-súrlódást kompenzálja, és ezért nem ragad be a rendszer a referenciajel elérése előtt, mint a kompenzáció nélküli PD-szabályozásnál. A 6.7. ábra és a 6.8. ábra összevetéséből az is látszik, hogy a kompenzáló jel gyorsabb változásokra képes, mint a pozíciójel; ez a használhatóság egyik fontos követelménye.

Csúszómód-szabályozás a teljesítményelektronikában és mechatronikában

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2017

ISBN: 978 963 454 100 4

Hivatkozás: https://mersz.hu/korondi-csuszomod-szabalyozas-a-teljesitmenyelektronikaban-es-mechatronikaban//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave