PID-regulator OP-baserad

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18227
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

PID-regulator OP-baserad

Inlägg av 4kTRB »

Har kopplat upp det här bygget (i princip samma) på en labbplatta förutom fönsterkomparatorn.

Läste på om Integral-Windup och fönstekomparatorn kopplar bort integreringen
vid för stora utslag. R2 kan vara en potentiometer så nivåerna kan justeras.
Har kopplat det hela till en motor med planetväxel och har en 10-varvig potentiometer
som feedback-sensor. Än så länge har jag inte kopplat ihop motorn med 10-varviga potten
utan enbart testat med en setpoint (börvärde) och justerat 10-v potten tills motorn
stannar och växlar riktning. Ska bli kul att labba med.

R25, R15 och R8 är 100k pottar och sedan så
är C2 på 47uF och C1 på 230uF i den uppkopplade varianten.
PID_LTSch_000.jpg
PID_LTTrace_000.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18227
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID-regulator OP-baserad

Inlägg av 4kTRB »

Hittade en pdf som behandlar hur man ställer in en PID-regulator.
http://users.abo.fi/khaggblo/RT/RTk7.pdf

Och så den här bra sammanställningen.
https://www.control.lth.se/fileadmin/co ... 2eight.pdf
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18227
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID-regulator OP-baserad

Inlägg av 4kTRB »

En förbättrad variant för hantering av grova översvängar som kan rädda en motor med låst växelmekanism.
PID_LTSch_001.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18227
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID-regulator OP-baserad

Inlägg av 4kTRB »

Sedan kom jag på att jag kan ha den här kretsen. Se bara till att op-förstärkarna kan sänka 12mA....!

NE5532 kan fungera.
TL062 fungerar inte.
PID_LTSch_002.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18227
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID-regulator OP-baserad

Inlägg av 4kTRB »

Finns ett problem dock. U12 har ganska låg ingångsresistans. Blir spänningsdelning med 100k. En op som buffert räddar det hela.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18227
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID-regulator OP-baserad

Inlägg av 4kTRB »

Implementerade en switch med JFET och den fungerar praktiskt väldigt bra. Använder en BF256B som switch.
Här syns skillnaden då switchen får jobba med att koppla ifrån integreringen då utsignalen svänger över den
inställda nivån (R_POT_10k =1300 ohm). Lite osymmetri gör att det bara klipper på ena halvan i detta fallet.
PID_LT_Trace_001_A.jpg
PID_LT_Trace_001_B.jpg
PID_LTSch_001_B.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18227
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID-regulator OP-baserad

Inlägg av 4kTRB »

Filar på ett kretskort till en PID-regulator att ha som i en låda att labba med.
Vore bra med testpunkter vid pottarna också så de går mäta upp om man fått till en bra inställning.
Jag har kretsen på labbdäck och styr ut en DC-motor med planetväxel som är kopplad till en 10-varvs-potentiometer.
Motorn är inte belastad med mer än potten och den är väldigt kvick om inställningen är något så när rätt.
Det går få den att själv-svänga också.
PID_EAGLE_Sch_000.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Gimbal
Inlägg: 7853
Blev medlem: 20 april 2005, 15:43:53

Re: PID-regulator OP-baserad

Inlägg av Gimbal »

Det är inte helt lätt att se vad som är vad även om den del saker är uppenbara, men ringa gärna in de olika funktionerna så blir det lite lättare att hänga med.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18227
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID-regulator OP-baserad

Inlägg av 4kTRB »

Inte lätt att vara pedagog =)
PID_EAGLE_Sch_000_PEDAGOGEN.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18227
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID-regulator OP-baserad

Inlägg av 4kTRB »

Summatorn är mer exakt....
-(D/2-P-I) = P+I-D/2
om jag tänkt rätt
Gimbal
Inlägg: 7853
Blev medlem: 20 april 2005, 15:43:53

Re: PID-regulator OP-baserad

Inlägg av Gimbal »

Lysande! :tumupp:
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18227
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID-regulator OP-baserad

Inlägg av 4kTRB »

Nu ska jag inte ta åt mig hela äran av kretsen då jag plankat det mesta men modifierat det hela lite.

https://www.nutsvolts.com/magazine/arti ... ler_part_1

https://www.nutsvolts.com/magazine/arti ... ler_part_2
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18227
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID-regulator OP-baserad

Inlägg av 4kTRB »

Summatorn är mer exakt....

D*1.5 - P - I

ska det vara.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18227
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID-regulator OP-baserad

Inlägg av 4kTRB »

Har i första skedet tänkt labba med en motor med planetväxel.
Eftersom jag inte har så mycket data att gå på mer än att den håller ca 500 rpm vid (antar jag) 12V,
inte ens det står specificerat bara att motorn ska ha mellan 6V och 18V.

Den kommer ganska snabbt upp i fullvarv så om jag räknar med lite lägre varvtal för att får ett hum om
hur utspänningen från potentiometern kommer se ut (som ju direkt speglar motorns respons) och sedan
simulerar det hela med en elektrisk koppling som motsvarar motor+potentiometer så kan jag simulera det hela i LTSpice.

Det viktiga är att jag tänkt ungefär rätt så har jag något att bygga vidare på om jag mäter upp det hela.

Motor spec. 508 varv/minut obelastad
====================================

Från stillastående till 508 rpm => (räkna med något medelvärde)

400 / 60 = 6.67 varv/sekund


10 varvig potentiometer
====================================

+12V ----#######---- -12V

10 varv tar 10 / 6.67 = 1.50 sekunder

Spänningsförändring per sekund
====================================

3600 / 1.5 = 2400 grader/s

Förflyttning från +12V på 1 sekund ger...

u = 12 - 24 x (2400/3600) = -4.00 V

Spänningsförändring på 1 sekund

12 - (-4.00) = 16.00 V

16.00 V/sekund

Motor och potentiometer
====================================

Ett spänningssteg om 12 volt applicerad på motorn ger att den ändrar
10-varvs potentiometerns utspänning med 16.00 volt per sekund

Integrator/rampgenerator som ger en utspänning 16.00V/sekund

16.00 = U / (R x C) => R x C = U / 16.00

R x C = 12 / 16.00 = 0.75

Exempel: C = 100 uF => R = 7500 ohm

Integrator med op-förstärkare plus inverterare

T(s) = 0.75 / s

Jag kan ha tänkt helt fel men jag kommer inte på något bättre just nu.
Då skulle återkopplingen se ut som nedan med ett steg från 0 till 12V ...
(jag kopplade ifrån wind-up-komparatorn)
PID_MotorPot_LT_sch_000.jpg
PID_MotorPot_LT_trace_000.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18227
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID-regulator OP-baserad

Inlägg av 4kTRB »

Hittat bland annat den här pdf:n författad av Ingo Völlmecke.
Ska studera den och bli klokare på DC-motorn.
https://www.imc-tm.com/fileadmin/Public ... Motors.pdf
Skriv svar