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機械社區(qū)

標題: 隨便扯扯啥是超前，啥是滯后 [打印本頁]

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作者: 人大太犬    時間: 2016-4-28 09:22
標題: 隨便扯扯啥是超前，啥是滯后
１／論壇里998大俠總是在說補償模型，咱來小小的扯一下。對于控制模型來說，使輸出達標的辦法有兩類，一是預先補償，就是在偏差來之前就開始補，加強了系統(tǒng)動態(tài)性能，具體思路是加微分控制，使幅頻特性在新加的零點開始上翹，相位比原來超前90度，但是這么干是不現(xiàn)實的，因為整個幅頻特性上翹會導致高頻段增益很大，也就是說傳感器的輸入噪聲會非常大，只好在上翹點后面加一個極點，把上翹的曲線再掰回來，也就是說相當于在中頻段加上了一個增益，放大了動態(tài)的帶寬。第二種就是滯后補償了，降低了動態(tài)性能卻換來了穩(wěn)態(tài)的低誤差。主要思路和超前剛好相反，先下壓再翹回來。不過這兩種方式的拉氏變換方程是相似的，區(qū)別只在零點極點的先后順序而已。但是不代表零點極點的位置可以隨意擺放，必須考慮系統(tǒng)的上升時間超調(diào)，還有穩(wěn)定時間的要求。

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作者: 陽光小院暖茶    時間: 2016-4-28 10:03
不懂

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作者: 624272884    時間: 2016-4-28 11:37
大俠對張力控制和壓力控制有什么看法，結(jié)合實例說明下

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作者: 千月    時間: 2016-4-28 12:34
不懂控制。微分控制是什么樣的方程？

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作者: ngsxngtd    時間: 2016-4-28 12:53
提示: 作者被禁止或刪除 內(nèi)容自動屏蔽

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作者: m_e    時間: 2016-4-28 16:52
上學期剛學的控制工程，我打聽一下第一種：因為微分可以求出變化趨勢,超前多用在檢測點離加工點遠的工業(yè)環(huán)境中，比如軋鋼。不知對否？

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作者: 04102    時間: 2016-4-28 20:23
傳感器反饋回來的信號進行處理，低通放大與高通放大，兩部分的輸出再疊加在一起控制執(zhí)行部分。
可以認為是P和D。
$ Z, e, m8 P3 h& g, u可以硬件做，可以軟件做，這個都不要緊。
3 _1 p! W9 N) @
關于說傳感器噪聲，除去地攤貨不說，無論是壓力、流量、溫度，或者等等其他各種類型的傳感器，噪聲到底大不大。
這些傳感器刨根問底是測電阻電壓、電流，脈寬與頻率相位（時間），
/ `8 U/ q. q# r- B6 L一般都沒有接近或到達會受到電阻熱噪聲/宇宙射線/時間基準漂移（晶振）/電壓基準長穩(wěn)這些因素影響的程度。
- W4 E1 q$ l& G% W回來的信號到底是什么？是否能簡單的歸類到“噪聲”？

7 Y* z8 }9 w8 \+ i' p我想樓主說的"整個幅頻特性上翹會導致高頻段增益很大"、“傳感器的輸入噪聲會非常大”，
可能是樓主所想要微分放大的頻率正好處在高通放大頻響曲線的上升段，沒有在曲線的平臺上。
/ H- n1 |' ^  W! l( k, N+ i) x這可能是高通濾波器構(gòu)建的問題，高階濾波應該能幫得到你。
工程上多數(shù)對信號相移都無所謂，當然也不絕對，濾波器的構(gòu)建還需與建立時間、系統(tǒng)精度結(jié)合考慮。
' h7 S* @( z  K& H
喝了點，扯的有點多，不常上來，有交流的請回復，謝謝。

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作者: huntaway    時間: 2016-4-29 06:00
偏差產(chǎn)生之前的補償是前饋，與PID中的微分是不同的概念

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作者: 螺旋線    時間: 2016-4-29 14:40
前饋是什么？
, k1 u  y  t: D/ y0 R有人這么描述：
你家熱水器的冷水管，不知什么原因，隔壁老王“旁”過去 一根。你正洗得舒服呢，也不知什么原因，總之，老王要用冷水，當然，這冷水就是“旁”你的。如果，老王不坑聲，結(jié)果，你就燙成蝦了。但如果，老王在開水之前，給你招乎了：哥們兒，5秒后我要開冷水了啊。很顯然，你就要相應地關小熱水，假如你關得正合適，那就繼續(xù)舒服。這就叫前饋。
$ q# t- @) x# B) O; `) Y0 v

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作者: 人大太犬    時間: 2016-5-11 09:30

千月 發(fā)表于 2016-4-28 12:34
9 |! r  b: T) P不懂控制。微分控制是什么樣的方程？

比如電路控制以一個元件的兩端電壓為輸出，先列出電路方程關系式。這個過程如果不是純性電路，對于一個輸入輸出變化是不同步的。需要用數(shù)學里的微分方程表示，這個關系如果有好幾層就是微分方程組。

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作者: 人大太犬    時間: 2016-5-11 09:40

ngsxngtd 發(fā)表于 2016-4-28 12:53
4 @+ C, o6 _7 V- U& s3 i俺想問一些具體的問題。
( v4 d3 f7 s( o; e4 x* U) j* Q假定泵送系統(tǒng)設備選好了，整個系統(tǒng)阻力值也都清楚，從廠家手冊里也拿到了泵曲線； ...

7 z. C# d$ j5 S- s, ^) K流體問題不敢瞎說，說說對控制的看法。曲線擬合法。說白了就是不知道物理模型的數(shù)學關系，最后只知道實驗結(jié)論情況下進行調(diào)節(jié)。系統(tǒng)相當于黑盒狀態(tài).在這種情況下，系統(tǒng)可以設計。但是性能不會是特別高的。這幾個問題核心都是一個問題。沒有物理模型怎么辦。那就只能靠pid法調(diào)節(jié)了。設置可變參數(shù)，一點點的嘗試，最后調(diào)出系統(tǒng)曲線。但是先得確定系統(tǒng)是穩(wěn)定系統(tǒng)，如果本身不穩(wěn)定，就要加限制條件了。讓輸出穩(wěn)定在一個范圍里。

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作者: 人大太犬    時間: 2016-5-11 10:02

04102 發(fā)表于 2016-4-28 20:23
傳感器反饋回來的信號進行處理，低通放大與高通放大，兩部分的輸出再疊加在一起控制執(zhí)行部分。
可以認為是 ...

2 `5 i1 w# T; Y關于傳感器噪聲是這樣的。相對于輸入來說。傳感器的位置在系統(tǒng)的位置是不一樣的。對于同樣的系統(tǒng)。產(chǎn)生的特性是不同的。對一個變量進行微分會放大高頻新號部分。這是考慮傳感噪聲的原因。幅頻特性性上移。意味著系統(tǒng)的高頻增益一定是變大了。可能對增益裕度產(chǎn)生影響的。系統(tǒng)的設計一般對相位裕度也會有要求的。但是即便裕度再低。也要有限度。所以還是得考慮影響。。系統(tǒng)設計其實算是數(shù)學問題，得總體考慮才好。

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作者: 人大太犬    時間: 2016-5-11 10:06

螺旋線 發(fā)表于 2016-4-29 14:40
前饋是什么？
0 L& t; C7 T6 G! d有人這么描述：
1 E9 Q1 {$ ~* [2 h# J6 t: B' X) f: m你家熱水器的冷水管，不知什么原因，隔壁老王“旁”過去 一根。你正洗得舒 ...

) n9 ~% f& }6 T% G) E# M& L1 W大俠寫的很形象，這個洗澡水其實算是指令跟蹤。超前補償就是要對還沒發(fā)生到輸出量上的結(jié)果進行補償?shù)摹?font class="jammer">. r8 [9 O  j! u: O

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作者: universal    時間: 2016-5-11 10:34

人大太犬 發(fā)表于 2016-5-11 10:06
大俠寫的很形象，這個洗澡水其實算是指令跟蹤。超前補償就是要對還沒發(fā)生到輸出量上的結(jié)果進行補償?shù)摹?/blockquote>

洗澡其實是個滯后很大的系統(tǒng)，一直覺得傳統(tǒng)的冷熱水調(diào)溫很不好
5 M$ z! w1 x% n4 j; ]' S

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作者: 受不了了    時間: 2016-5-11 10:41

universal 發(fā)表于 2016-5-11 10:34
洗澡其實是個滯后很大的系統(tǒng)，一直覺得傳統(tǒng)的冷熱水調(diào)溫很不好

檢測點不合理，也沒法合理
: ~3 M. b1 i2 e: j) C" d/ I% g, U( H

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作者: universal    時間: 2016-5-11 11:18
兩位大俠都說是檢測點的問題，其實不然，控制上有多種解決辦法，增加溫度傳感器是一個辦法，內(nèi)置伺服裝置也可以，還可以固定參數(shù)控制。就說最后一種，如果設定一個流量范圍，在范圍內(nèi)自動調(diào)整火力，使得熱水溫度為一定值，那么終端只需混水就可以了，不改變傳統(tǒng)花灑結(jié)構(gòu)，只需熱水器升級成恒溫的即可?？刂疲灰傁氪箝]環(huán)，不是都必需的。

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作者: m_e    時間: 2016-5-11 15:36

m_e 發(fā)表于 2016-4-28 16:52
1 Q4 w! Z# a, d2 }$ ?* X2 N上學期剛學的控制工程，我打聽一下第一種：因為微分可以求出變化趨勢,超前多用在檢測點離加工點遠的工業(yè)環(huán) ...

請教樓主：微分求得的趨勢用于補償，超前補償?shù)挠檬裁矗菍厔菰傥⒎謫幔?font class="jammer">& E. K  F% {7 {: E  I7 M2 ?: |, ~

# A) `/ a* w; t  M2 O0 o

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作者: 04102    時間: 2016-5-17 00:23

人大太犬 發(fā)表于 2016-5-11 10:02
, a% ?7 R0 n- E- G$ q% G' H/ ?+ Q關于傳感器噪聲是這樣的。相對于輸入來說。傳感器的位置在系統(tǒng)的位置是不一樣的。對于同樣的系統(tǒng)。產(chǎn)生的 ...

% q  e& V! K- D* a  p關于帖子中說的超前，我之前沒有認識到是變化產(chǎn)生之前就著手進行調(diào)節(jié)這個意思：）

. q3 K7 }( V" ^, Z4 S$ m4 }" C微分是否放大高頻部分還是只衰減低頻部分、微分和微分放大的頻響曲線怎樣，具體設計不同也會不同。
- E0 p! D$ H! K: Y1 z3 s8 L. f可能您理解的是越高頻的放大倍數(shù)越大？
最大的噪聲源可能是50Hz工頻吧，您說的噪聲是什么噪聲？
/ Z0 ~7 [+ {2 ^: _2 ^# g0 c
  `5 G* m# x" g% x2 d+ ]增益裕度我個人覺得不存在問題。
相位余度的考慮，首先要穩(wěn)定，再考慮速度，您那個是什么系統(tǒng)，電機控制嗎？
這類東西軟件實現(xiàn)和硬件實現(xiàn)都差不多，軟件的更靈活一些、速度稍微慢點。
/ w" r/ \1 k: l" ~6 i( C  `

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作者: 人大太犬    時間: 2016-5-17 09:31

  ~! j( y3 D  t( m. {

04102 發(fā)表于 2016-5-17 00:23
關于帖子中說的超前，我之前沒有認識到是變化產(chǎn)生之前就著手進行調(diào)節(jié)這個意思：）
! l. _/ f& j1 ?3 V5 ~! R6 l$ m8 i
/ B& q( ?$ t8 k* c2 Z8 j6 ~" j微分是否放大高頻部 ...

我說的超前和滯后是時域的問題，微分相當于求導，就是說求預判未來的變化，做補償，積分其實就是過去變化的累積求和，就是已經(jīng)發(fā)生了偏離，讓這個系統(tǒng)輸出會位。微分放大高頻說的是伯德圖上面的東西，在拉氏變化后，微分近乎于加個零點，而積分相當于加了個極點。我的說法是在新加零點位置開始幅頻特性上翹 ，這是必然的，因為畫畫圖就明白了。噪聲是說擾動和傳感器測量誤差，對于控制來說影響精度的外加擾動都是噪聲。對于通過開關電源來供電的電機，開關管導通和截至的狀態(tài)變化是必然產(chǎn)生電路里面的高頻諧波，一般在供電電源輸出都要加濾波的，否則就可能反應到電機上，比如電流斷續(xù)體現(xiàn)為機械特性很軟等等。對于通過頻率響應法而不是針對某個系統(tǒng)來說，相位裕度和增益裕度都要考慮的，比如畫了一個系統(tǒng)的伯德圖，發(fā)現(xiàn)增益裕度是負的，那就是必須要針對這個特點進行調(diào)整了，否則系統(tǒng)是不可能穩(wěn)定的。

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作者: 04102    時間: 2016-5-17 23:16

人大太犬 發(fā)表于 2016-5-17 09:31
我說的超前和滯后是時域的問題，微分相當于求導，就是說求預判未來的變化，做補償，積分其實就是過去變化 ...

* L" k3 }+ K1 D% T) t“我的說法是在新加零點位置開始幅頻特性上翹 ，這是必然的，因為畫畫圖就明白了。”
  ~: D; C! ]0 {5 q6 Q在這句話之前你說的都沒錯，關于這句，我說的意思是，微分（高通）和微分放大（倍數(shù)大于1的高通）電路或軟件處理的高通，有不同的構(gòu)建，階數(shù)不同，有可能處于你稱之為“上翹”的頻率范圍很窄。微分是否放大高頻部分還是只衰減低頻部分，看你具體怎么構(gòu)建了。
" h- i0 e# j' w; Q
- s) ?) r* k, |3 I$ z1 q. t# x關于噪聲，您說的是電源受電機這類強干擾負載影響導致的電源噪聲嗎？
這類噪聲對測量電路確實是有一定噪聲，處理手段各種各樣。
4 W# x, f, M, o# i關于測量電路的噪聲抑制，地電流回流路徑和地噪聲分析、抑制；很多ADC的原理上就很抗干擾比如多斜積分；現(xiàn)在開關電源的開關頻率越來越高，對于測量相對低速信號的測量電路的影也就響越來越小。這些內(nèi)容很龐雜，足能講一本書。
* L) c% v& T7 L5 O' B
感覺您說著說著好像有點說混了，是在說直流電機調(diào)速嗎？
' b8 e7 e. k$ ?關于環(huán)路穩(wěn)定性分析，直白些說，無非是相移的累積，權(quán)衡“執(zhí)行和測量反饋環(huán)節(jié)”與“伺服調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)”的速度。
$ ^1 L; |# H5 g4 o! \+ k' X9 Q7 t/ d

# K2 i$ z. `& H$ b2 F& f聊的稍有點深入了，請繼續(xù)交流，謝謝。

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作者: 人大太犬    時間: 2016-5-18 09:55

04102 發(fā)表于 2016-5-17 23:16
“我的說法是在新加零點位置開始幅頻特性上翹 ，這是必然的，因為畫畫圖就明白了。”
在這句話之前你說 ...

( u6 @* {- q0 v. X  A7 \  |% B問題沒那么麻煩，無論怎么構(gòu)建那個微分的高通環(huán)節(jié)，系統(tǒng)通過高通處理后高頻部分和低頻部分的幅值比都是變大了。所以可以認為是高頻被放大了。
至于噪聲，在最開始的帖子里我講的是傳感器噪聲對系統(tǒng)影響，傳感器影響的因素的確很多，咱不敢亂講。咱這里講的是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)受到噪聲的影響。濾波是一個處理辦法。但是為啥要濾波呢？什么樣的系統(tǒng)受到傳感器噪聲影響大呢？濾波器的通頻帶怎么設置？濾波對反饋回路是否有影響？怎么消除影響呢？這是為啥考慮噪聲影響的原因。
說直流電機只是舉個例子，因為那個東西比較好理解。
' }! K) \! a$ `3 o1 a( [, ^

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作者: 04102    時間: 2016-5-18 10:54

人大太犬 發(fā)表于 2016-5-18 09:55
- w# o% P; }' Z6 }' c( b問題沒那么麻煩，無論怎么構(gòu)建那個微分的高通環(huán)節(jié)，系統(tǒng)通過高通處理后高頻部分和低頻部分的幅值比都是變 ...

了解細致一些，有必要了解信號鏈在每一個環(huán)節(jié)中信號的變化，以“高頻部分和低頻部分的幅值比都是變大了”一句帶過，會帶來很多麻煩。
如果濾波器的構(gòu)建有問題，頻響曲線成為了“_/”形，高頻噪聲部分會被繼續(xù)放大。
$ N3 |, W- l2 Y構(gòu)建的合適，感興趣的頻率在頻響曲線"/"段的右側(cè)，上到了一個平臺，比如說0db，曲線又變得平坦（“_/￣”）。
更高頻的噪聲（更右側(cè)）可以在后續(xù)通過低通濾波處理。這樣其實構(gòu)建出一個帶通（“_/￣\”）。
6 q. `- f# `: L# v
1 G- ~9 i1 `( k1 h( T  ?* U! S. j
噪聲可以廣義的認為是“不感興趣的其他信號”，當然是只保留感興趣的信號，才能后續(xù)處理，通帶選取由此而來，處理手段軟的硬的各種各樣。
6 l; s4 i4 A8 J/ `, l' d濾波器對環(huán)路的影響在每個環(huán)節(jié)的相移，又快又準是一個矛盾，影響無法消除，只能折衷。

具體的噪聲抑制、濾波器構(gòu)建，有經(jīng)驗的話希望多交流，謝謝。
8 a, Q/ J0 O: X! L

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作者: 04102    時間: 2016-5-18 11:02

624272884 發(fā)表于 2016-4-28 11:37
# E$ J/ ?1 [% g大俠對張力控制和壓力控制有什么看法，結(jié)合實例說明下

+ p" q9 K! o3 N) S% z9 `, _張力控制在我的理解中類似于動車組的控制，除了車頭，其他電機處于略微被“拖動”的狀態(tài)。
如果這個理解沒錯的話，核心在于恒轉(zhuǎn)矩輸出控制，恒轉(zhuǎn)矩控制的核心又在于恒流驅(qū)動，當然，這樣的話整條線的通訊速率得跟得上。
, k4 B7 b$ U0 S
壓力控制指的是哪種？伺服電機帶油泵，控制的液壓缸輸出？
& M/ i$ ~' z$ `- i, M  j8 w7 `
拋磚引玉，做過的大俠來說說這些吧，讓大家都提高提高：）
; d) J! U' Y% ?7 f5 B3 G+ r+ \3 F

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作者: 04102    時間: 2016-5-20 23:03
就這樣要沉帖？

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