PI kontrolörü nasıl "tune" ederim?

[sedron james]

Merhabalar,

bir güç kaynağım var. 220 ile besleniyor. 0-5 arası gerilim ile çıkıştaki 12 voltu kontrol edebiliyorum. yaklaşık 30 amper akım sağlayabiliyor.

bu güç kaynağına bir şönt koydum böylelikle hem gerilim hem akım kontrolü yapmak istiyordum. PI kontrolör yeterli olur diye düşünmüştüm.

Gerilim kontrolörü ve akım kontrolörü kaskat bağlı. akım kontrolörünü 1 khz de döndürüyorum. okuldayken hocam bir derste böyle kaskat bağlı sistemlerde iç döngüdeki kontrolörün daha hızlı olması gerektiğini söylemişti. bu yüzden akım kontrolörü 10 kere döndüğünde 1 kere de volt kontrolörü çalıştırıyorum, yani 100hz'de. cihazda yük varken yani akım çekiyorken nispeten iyi denebilecek şekilde kontrol edebiliyorum. çok fazla aşım yaptırmadan birkaç sanıyede istediğim değere oturuyor. ancak cihaz boştayken yani akım çekmiyorken (akım değeri sıfır veya sıfır etrafında gezinen bir değer) kontrolörler iyi çalışmıyor. yük altında güzel sonuc veren katsayılar boştayken 30-40 saniyede ancak kontrol edebiliyorlar. bu süre içerisinde cihaz bir maksimuma bir minimuma gidip duruyor.

katsayılarla oynamayı denedim ama bir sistematikten uzağım, sistematik bir şekilde nerden başlayıp hatamı bulmam gerekir. ya da başka bir kontrol yöntemi mi gereklidir. yardımlarınızı bekliyorum.

 

[TunahanC]

Anti-windup var mı sistemde?

 

[sedron james]

integratörlerin sınırlaması var evet, ama anti-wind up sistemi yok.

 

[TunahanC]

Anti-windup haricinde, boşta çalışma için de ayrı bir kat sayı grubu belirlenip adaptif şekile çekilebilir. Bunun dışında aklıma bir yöntem gelmiyor.

 

[sedron james]

boşta çalışma için doğru katsayıları bulabilsem dediğinizi yapabilirim. ama katsayıları tune ederken nasıl bir yol izlemem gerekıyor bilmiyorum

 

[semih_s]

boşta çalışma için doğru katsayıları bulabilsem dediğinizi yapabilirim. ama katsayıları tune ederken nasıl bir yol izlemem gerekıyor bilmiyorum

Akım PI ve Volt PI ayrı ayrı, aynı anda mı çalışıyor? Bunların çıktıları birbirini de etkiliyor mu? Bence sadece volt PI çalıştırmalısın ve çalışma moduna göre akım hatası veya volt hatasını ayrı katsayılarla kullanan bir döngü kurmalısın.

 

[sedron james]

cihazın kontrol panelini de ben yapıyorum. kullanıcı istediği volt ve akım bilgisini giriyor. yüke bağlı olarak önce hangi parametreye ulaşırsa orda regüle ediyor. volta ulaştıysa voltu regüle ediyor. akıma ulaştıysa akımı regüle ediyor. diyelim 12 volt 30 ampere set etti kullanıcı. 1 ohmluk bir yük olsun çıkışa bağlı. bu durumda cihaz 12 volt verecek ve 12 amper çekildiğini ekranda gösterecek. ama diyelim ki çıkışta 0.3 ohmluk bir yük var. bu durumda cihaz 30 amperde sınırlayacak, voltaj da 9 voltta kalacak, yük değişirse akım sabit kalacak voltaj değişecek. klasik bir cc-cv kontrol

 

[birisim]

Bu işi lab güç kaynağı yapıyor. Neden PİD'e ihtiyac duyuldu?

 

[sedron james]

kendi güç kaynağıma kontrol paneli yapmaya çalışıyorum.

 

[birisim]

Örnek güç kaynağı baz alarak oradakı pot değerlerini akım ve voltaja çevrilmesi daha kolay olur.
Ayrıca güç kaynağınin akım ve gerilim değerlenin PLC üzerinden 100 Hz ile güncellenmesi yetersiz kalır.

 

[Mikro Step]

Tum bu bahsettiklerini current mode flyback cipleri zaten yapabiliyor.

Bahsettigin sorun osilasyon sorunu. cevrimlerin tune edilememesinden kaynaklaniyor.

Kontrol kartini hazir ciplerle degil de MCU ile yazilimla yapiyorsan her seyden once sample alma peryodunu iyi secmelisin.

Bu periyodu dogrultucu cikisinda filtrelerin belirler. Kullandigin topolojiye ait filtrelerin frekanslarinin ne olacagi ile ilgili bilgilere internette rastliyoruz.

 

[Mikro Step]

Bu sekilde ic ice iki loop olan sistemlerde dis cevrimi acip once ic cevrimi kendi basina kararli yapmak lazim. Sonra da dis cevrimi kapatip sistemin tamamini kararli yapmak lazim.

 

[Taçsız Kral Pele]

İç içe looplarda en hızlı loop çıkışı verecek sağdaki loop olacak. Sonrasında yavaş yavaş soldaki loop olacak. Bunu iki türlü yaparsınız, ya çağrılma frekanslarını ayarlayın, örnek veriyorum akım PI 10kHz koşsun, gerilim PI 1kHz gibi ya da ikisini de 10kHz çağırırsınız, katsayılar bunu zaten otomatik yapacak Hocanız doğru demiş fakat frekanslar biraz düşük geldi bana.

İzlenecek yol kısaca:
- Öncelikle gerilim PI devre dışı bırakın.
- Cihazın çıkışını kısa devre yapın ve 0'dan 5A'e referensı step olarak değiştirin. Çıkıştaki akımı gözleyin. Kp ve Ki katsayısı ile oynayarak hızlı ve overshoot olmayacak şekilde katsayıları seçin. Denemeleri atıyorum 1A'den 4A'e çıkarken de yapın. Buradaki akım okuma çözünürlüğünüz ne kadar yüksek olursa o kadar iyi. Tepki süresi çok hızlı olursa iyi olur o yüzden 1kHz döngü az geldi bana. 10kHz minimum yapmaya çalışın derim. Motorlarda da genelde 8-10kHz altına inmemeye çalışırız.
- Sonrasında gerilim kontrolünü açın. Bu sefer çıkışta direnç yükü varken gerilim yükseltmelerini yapın Kp, Ki belirleyin.
- En güzel test devre kısa devre iken birden boşta bırakmak; gerilim overshoot görmek için faydalı olacak. Ve gerilim boşta iken birden kısa devre etmek, bu da akım overshoot gösterecek.

CC/CV devrelerinin çoğu böyle çalışır, ama bunlar avarage mode çalışmasıdır. Peak akım modu gibi hızlı çalışamazlar. O yüzden sistem osilasyona açıktır. Bunu engellemek için ise örneklem sayısını artırmalıyız. Yani oldukça yüksek frekansta örnek alıp bunu kontrole sokmalıyız.