Problemi Nel Controllo Della Velocità Di Un Motore

[elettronic78]

Cerco di esporre brevemente il Processo. Motore Diesel 4T in cui la velocita viene controllata ( a catena aperta) tramite un Woodward mediante un E/P Converter, il nostro problema è quello di riuscire a controllare la velocità del motore in modo stabile. Abbiamo provato on un PID ma non ci siamo riusciti in nessun modo, addirittra abiamo provato ad usare solo un controllore di tipo P am non succedeva nulla...il sistema continuava ad oscillare. Da cosa può dipendere? Noi acquisiamo dal campo un segnale di tipo analogico (feed back che proviene dal potenziometro direttamente calettato sull'asse del motorino elettrico dell'E/P CONVERTER) e acquisiamo anche un segnale che ci dà l'effetiva velocità del motore, il segnale di comando invece è una digital output (sostanzialmente diamo dell'increase o decrease al moorino elettrico dell'E/P che regola l'aria al Woodward). Possiamo gestire il processo con un PID? Oppure bisogna pensare a soluzioni diverse? Grazie

[Adelino Rossi]

In modo generico.

I comandi di aumenta e diminuisce dovrebbero entrare in un generatore di set point per un regolatore, o in un regolatore PID direttamente predisposto,

L'uscita del regolatore va al Woodward e quindi all'E/P converter.

Il segnale di retroazione è il segnale di velocità del motore.

Il segnale del potenziometro è un segnale di posizione dell'E/P converter e dovrebbe servire solo come indicazione.

[rguaresc]

Ho capito solo in parte, ma i diesel hanno gia' un regolatore che agisce sulla pompa altrimenti sarebbero instabili, hai cioe' un loop all'interno del loop che stai costruendo, forse devi agire anche sul controllo della pompa o per semplificare rendere molto lento l'anello esterno.

[Livio Orsini]

Dovresti spiegare più chiaramente il processo e dare più dati, per esempio l'ampiezza delle oscillazioni ed i tempi di risposta del sistema.

Non è detto che un regolatore PID possa, da solo, risolvere il problema.

[elettronic78]

Diciamo....

che non riuscivamo a regolare il motore perchè gli impulsi di aumenta e diminuisci dati all'e/p converter erano troppo lunghi...

io pensavo di regolare il motorino dell'E/P converter con un PID..che però dava il set point ad un PWM...

che ne dite?

Io non regolo il woodward...io posso agire solo sull'E/P converter...che regola l'aria da mandare al woodward(che di per sè è un regolatore di giri...ma a ciclo aperto)

[Livio Orsini]

Sovrapponendo più anelli di regolazione rischi di fare più confusione.

Per prima cosa è necessarioaumentare la risoluzione, quindi se gli impulsi di aumenta e diminuisci sono troppo lunghi devi accorciarli sino al limite di efficacia. Se hai un potenziometro che che funge da indicatore di posizione dell'E/P potrai osservare sino a quale duratad'impulso si ha una variazione di posizione. otteneuto questo risultato puoi cominciare a regolare il tuo anello di velocità, partendendo da guadagni proporzionali molto bassi e con le parti integrale e derivative escluse. Ottimizato il guadagno proporzionale puoi inserire la correzione integrale ed ottimizzarla. Io non userei la parte derivativa, semmai per incrementare, se necessario, la velocità di risposta userei un anticipo sulla reazione.

[elettronic78]

Beh il problema è proprio questo...con gli impulsi ridotti al minimo, con un semplice PID non otteniamo nessun risulato positivo, quindi mi chiedevo oltre l Pid quale altro strumento utilizzare.

[Livio Orsini]

Se anche con impulsi ridotti al minimo il sitema tende ad oscillare è evidente che la risoluzione non è sufficiente.

O si aumenta la banda morta di errore, accontentandosi di minor precisione, o si la vora sulla risoluzione del riferimento.

Faccio un paragone grossolano, ma che può aiutare a comprendere il problema. Se devo regolare la velcoità di un motore elettrico controllato da un inverter, misuro la velocità del motore e correggo il riferimento di velocità in funzione dell'errore riscontrato. Ammettiamo di voler mantenere la velocità entro +/- 1rpm, dovrò avere la possibilità di variare il riferimento in modo tale che la sua risoluzione corrisponda ad almeno 0.2rpm. Se invece la risoluzione massima corrisponderà a >1rpm la mia velocità sarà sempre instabile.

Un'altra possibile causa di instabilità può essere costituita dai tempi di risposta del sistema. Se l'anello di regolazione è troppo veloce rispetto ai tempi di reazione del sistema controllato il sistema diventa instabile.

Entrambe le cause, se si conosco i parametri del sistema, possono essere evidenziate da un'analisi di Bode del sistema.

Purtroppo non esistono soluzioni miracolistiche.

Modificato: 15 giugno 2008 da Livio Orsini

[mf2hd]

io posso agire solo sull'E/P converter...che regola l'aria da mandare al woodward

Sicuro che l' attuatore pneumatico lavori su tutto il campo 0-100% fornito dall' E/P?

Non e' la stessa regolazione ma anni fa mi sono capitate delle valvole pneumatiche convertite in E/P per gestirle da PLC, con la sola proporzionale oscillavano parecchio attorno al setpoint.

Con una XP ampia si riusciva ad ottenere una certa stabilita', comunque non accettabile.

Appena si inseriva la componente integrale il tutto diventava instabile e lentissimo nella risposta.

A furia di tentativi ho scoperto che le valvole lavoravano in un range quasi irrisorio del segnale E/P, alcune adirittura rimanevano chiuse sino al 12/13% per risultare completamente aperte al 25/27% del segnale (neanche un 15% di campo!).

Trovati i vari valori di movimento per ciascuna (non c'erano due che lavorassero uguale !) e' bastato limitare il funzionamento dell' azione integrale al campo di lavoro, sopra e sotto a questi valori usare la sola componente proporzionale.