Bagaimana kontrol PIV dilakukan?

Saya sedang mempertimbangkan bereksperimen dengan kontrol PIV daripada kontrol PID. Berlawanan dengan PID, kontrol PIV hanya memiliki sedikit penjelasan di internet dan literatur. Hampir ada satu sumber informasi yang menjelaskan metode ini, yang merupakan makalah teknis oleh Parker Motion .

Apa yang saya mengerti dari diagram metode kontrol (yang ada dalam domain Laplace) adalah bahwa output kontrol bermuara ke jumlah:

• Kpp * (tidak terpisahkan dari kesalahan posisi)
• -Kiv * (tidak terpisahkan dari kecepatan yang diukur)
• -Kpv * (kecepatan terukur)

Apakah saya benar? Terima kasih.

Menurut saya ada tiga perbedaan mendasar antara topologi PID klasik dan apa yang disebut topologi PIV yang disebutkan dalam buku putih:

1. Kecepatan yang diinginkan diasumsikan sebanding dengan kesalahan posisi, istilah mengatur ini.$K_p$
2. Gain integral integral berfungsi untuk menghapus kesalahan kondisi tunak dalam kecepatan, bukan posisi. Namun pada dasarnya itu adalah hal yang sama, karena item # 1.$K_i$
3. Estimasi kecepatan diumpankan langsung melalui jangka (bukan mempertimbangkan turunan dari kesalahan posisi).$K_v$

Dalam makalah mereka mengklaim bahwa keuntungan utama dari topologi ini adalah lebih mudah disetel.

Output dari controller terbentuk sebagai berikut:

$e_\theta=\theta^*-\theta\\ e_\omega = (K_pe_\theta-\hat{\omega})\\ \text{output} = \int K_ie_\omega dt - K_v\hat{\omega}$

Tentu saja, karena Anda mungkin akan memprogram ini, integral digantikan oleh variabel akumulator sebagai berikut:

$e_\theta=\theta^*-\theta\\ e_\omega = (K_pe_\theta-\hat{\omega})\\ \text{integral} = \text{integral} + K_ie_\omega \Delta t \\ \text{output} = \text{integral} - K_v\hat{\omega}$

Loop PID dan loop PIV yang disebut dengan gain yang sama harus memiliki respons yang sama terhadap gangguan, jadi saya tidak yakin mengapa klaim bahwa respons gangguan lebih baik atau lebih buruk.

Seperti disebutkan, "tendangan" turunan akan lebih sedikit, yang bisa menjadi hal yang baik jika Anda memberikan input yang tajam.

Selain itu, mungkin ada beberapa manfaat karena masalahnya muncul dari saturasi integrator, tergantung pada bagaimana Anda menerapkan anti-windup Anda.

$$Y(s)=\frac{k_{fi}U(s) - k_{bi}X(s)}{s} + \left(k_{fp}U(s) - k_{bp}X(s)\right) + \left(k_{fd}U(s) - k_{bd}X(s)\right)s$$ where $Y$ is the controller output, $U$ is the system command and $X$ is the controlled variable, while the various $k_{xx}$ are forward and backward integral, derivative, and proportional gains. In this scheme you tune the various feedback gains ($k_{bx}$) to get the loop (and hence disturbance) response that you want, and you tune the forward gains ($k_{fx}$) to improve the response to a command change, by whatever criteria you have for "better".

Setting all the forward and reverse gains equal gets you a plain ol' PID, while setting $k_{bp}=0$ and $k_{bd}=0$ gets you the so-called "PIV" controller.

In industry, this type of control is still generally referred to as PID control and I've seen many applications of it. It's main benefit stems from the fact that it removes the "derivative kick" caused by an abrupt change in set point and thus is useful for applications where set point tracking is most important (rather than fast disturbance rejection). See http://www.controlguru.com/wp/p76.html.

Image showing difference in derivative kick of PID and PIV http://controlguru.com/wp-content/uploads/2015/08/pidkickbig.jpg