Pid Controllo Asse + Limitatore Forza

[nervousluca]

Ultimo sforzo per rispondere anche a Walter...

Per il costo, beh, non è molto di più di quella che uso adesso ( ha il nome di uno dei Tre moschettieri, per intenderci...), quindi può valere la pena di provare.... Chissà ...!

Solo per spendere due parole di elogio a quelle valvole.. Hanno una dinamica che mi ha impressionato. Ho finalmente visto un movimento come volevo... Affascinato.

Ovviamente SOLO per assi piccoli....(almeno per me)

Ciao

Luca

[Livio Orsini]

Ciao Luca

Accetto volentieri la proposta di invio di quella documentazione che hai citato. Sono molto curioso, anche se molto scettico sui benefici effettivi di simili complicazioni.

Ti mando la mia email privata con MP

[nervousluca]

Ti mando la mia email privata con MP

Fatto

Sono molto curioso, anche se molto scettico sui benefici effettivi di simili complicazioni.

ho visto fare cose con quel controllo che voi umani.....

Motori in CC SENZA tachimetrica...

Motori Brushless usati in coppia escludendo i loop degli azionamenti...

Pistoni pilotati al centesimo con delle proporzionali...

Mi interessa poi la tua opinione, ovviamente.

Sappimi dire...

Ciao

Luca

[Livio Orsini]

Mi son riletto tutti i messaggi del 3d e mi è ritornato in mente un lavoro che feci più di una decina di anni fa per un amico, (che era un vero esperto di oleodinamica). Si trattava di una pressa per lavorazioni speciali dove si doveva regolare sia in posizione, usando un LVDT come trasduttore di posizione, sia in pressione usando un trasduttore di pressione, inserito nel circuito oleodinamico del pistone.

Sono andato a rivedere i vecchi appunti (non butto via mai niente, sarà un problema che lascio agli eredi ); si usava una valvola della MOOG (di quegli anni) e commutavo due PID diversi in funzione del tipo di regolazione.

E con questo mi contraddico parzialmente, perchè eseguivo una regolazione di pressione in modo surrettizio, cioè facendo credere alla valvola di regolare la portata.

Particolare degno di nota: la regolazione era effettuata con una CPU S7-214 con espansione analogica. DI quelle presse ne hanno costruiti alcuni esemplari senza problemi di sorta.

[Beatrice_Ru]

Scusate

Volevo apportare il mio piccolo aiuto, e ti faccio alcune piccole domande: (NervousLuca)

In definitiva usi questa apparecchiatura per materiali sinterizzati ?

Ma Quale è il target finale del Posizionamento sel tuo ServoAsse Idraulico ?

Perchè deve esistere questo target di Posizione finale, invece che attivare o Commutare in un Semplice Loop di Pressione ?

Non sarebbe sufficiente posizionarsi sino a Raggiungere o impattare sul Materiale, e poi

al superamento di una determinata Pressione o forza, Spingere l'asse ancora avanti di quanche decina di micron o di qualche centesimo sino a raggiungere la compattazione Voluta ?

Io ho pensato a questa soluzione:

Potresti invece aggire a Monte sul generatore del profilo di Posizione (Cioè quello che genera il tuo Set-Point di posizione).

In Pratica invece che fare 2 Loop (Position-Loop + Pressure-Loop) usi il solo Loop di Posizione, come effettivamente tu vuoi usare.

il Pratica vista che l'olio e difficilmente comprimibile, potresti usare come feedback di Pressione

il suo surrogato (l'errore di posizione).

il questo modo quando superi un determinato Errore di Posizione, (rispetto il tuo setpoint del generatore di profilo), non fai altro che rallentare o retrocedere il Temporizzatore del generatore del profilo.

Perchè penso che il profilo di Posizione generato sia temporale, (Cioè il Set-Point generato dalla tua funzione Profilo, sia legata alla variabile Indipendente Tempo)

Quindi semplicemente quando vedi che l'errore di posizione supera un determinato valore, usi

tale Differenza per Rallentare il Tempo del Generatore, o andare a decrementare il tempo, (tempo negativo, il Profilo Retrocede)

in questo modo quando incontri un ostacolo, prima cosa deceleri il setpoint, ed eventualmente ti fermi oppure retrocedi.

Insoma come quando stai per sciantarti con un automobile su un muro,

[ 1° tu Rallenti (il Profilo Rallenata)

2° eventualmente ti fermi, (il Profilo si ferma)

3° Retrocedi (se il Muro ti viene incontro (Inserisci la RetroMarcia)]

[emanuele.croci]

Ciao Beatrice,

la tua impostazione del problema è molto elegante.

Tuttavia, non credo che l'ERRORE DI POSIZIONE (errore di inseguimento) e il raggiungimento di una determinata pressione siano necessariamente correlati.

Se non c'è un'ottima correlazione tra queste 2 variabili secondo me il processo non diventa ripetibile al 100%.

Ciao Emanuele

[nervousluca]

Ciao Livio

ahem... se trovi qualcosina di piu'... te ne sarei molto grato

[nervousluca]

Ciao Beatrice.

intanto non sminuire le tue domande

In definitiva usi questa apparecchiatura per materiali sinterizzati ?

Si.

Ma Quale è il target finale del Posizionamento sel tuo ServoAsse Idraulico ?

Sia target di Posizione sia quello di Forza/Pressione sono definiti dall'utente in fase di programmazione del pezzo. Non e' dato saperlo apriori.

Perchè deve esistere questo target di Posizione finale, invece che attivare o Commutare in un Semplice Loop di Pressione ?

Esiste di certo,come esiste un target di Velocita'. De facto si arriva per la maggior parte dei casi ad una battuta meccanica, visto che gli assi da un certo punto in poi non hanno piu' la forza per contrastare a sufficienza.

Non sarebbe sufficiente posizionarsi sino a Raggiungere o impattare sul Materiale, e poi

al superamento di una determinata Pressione o forza, Spingere l'asse ancora avanti di quanche decina di micron o di qualche centesimo sino a raggiungere la compattazione Voluta ?

mmmm No, aspetta... provo a ridisegnarti cosa avviene.....

Immagina di avere un cilindro dove e' messa della polvere metallica.

Immagina che il "coperchio" inferiore sia un asse idraulico di forza X

Il coperchio superiore e' un altro pistone idraulico di forza Y (dove Y >>>>> X del tipo 40:1)

Ora... Quando i due pistoni si muovono (entrambi verso la parte inferiore, nota bene, ma a velocita' differenti, con SpeedY>SpeedX) arriva un punto dove il pistone inferiore viene spinto dal materiale che si sta compattando con una forza superiore alle sue capacita'..

A quel punto le regole di velocita' e posizione NON valgono piu' e devono entrare in giuoco le regole di controllo forza ma se per caso la forza diminuisce, devo tornare in controllo di Posizione / Velocita'

Capisco la tua soluzione ma credo (come diceva Emanuele) che sia meglio retroazionarsi sulla forza...

Grazie del contributo comunque, se hai altre domande sono qui...

[Livio Orsini]

Luca sono andato a rileggermi gli appunti. Ti faccio un riassunto veloce.

La macchina era una pressa per lavorare le balestre d'autocarro. Per motivi tecnologici, che non conosco, la pressa doveva lavorare in due modalità diverse: posizione e pressione. Per le lavorazioni con controllo in posizione il trasduttore era costituito da un LVDT con uscita -/+10v; per le lavorazioni con controllo in pressione si usava un trasduttore di pressione. Non era la pressione dell'olio, come ho erroneamente scritto nel mio messaggio precedente, ma misurava la pressione effettiva dell'attrezzo.

Il regolatore era costituito da un PI per il regolatore di posizione; un PID invece eseguiva l'anello di pressione. Le uscite dei due regolatori venivano commutate in accordo con la scelta della lavorazione.

Nel tuo caso, dopo la tua ultima descrizione (invero più completa ), mi rendo conto che questo tipo di controllo è difficilmente applicabile.

Però, però...ragionando un poco mi è venuta un'idea, che assomiglia molto alla tua iniziale.

Tu spieghi che, ad un certo punto, il pistone inferiore viene respinto dalla forza, molto più grande, di quello superiore. Se tu potessi discriminare questo arretramento e, con un segnale proporzionale, modificare il set point del cilindro superiore in modo da ridurne la portata, forse riusciresti ad equilibrare la pressione dei due pistoni.

Mi rendo conto che è solo un'ipotesi appena abbozzata, bisognerebbe conoscere meglio e più completamente l'intera regolazione e l'intera macchina, però ritengo che varrebbe la pena lavorarci sopra un poco.

Modificato: 18 giugno 2007 da Livio Orsini

[Beatrice_Ru]

Rilegendo il tuo primo Post di apertura.

Tu vuoi appunto retrocedere se la forza sel cilindro inferiore supera un determinato valore.

Quindi devi usare il FeedBack di Pressione e l' Errore di Posizione per elabora una piccola funzione

che lega Forza e cedimento in posizione dell' asse.

In questo moto il segnale Rielaborato (Pressione/Errore di Posizione) andrà a corregerti

il generatore del Profilo di posizione.

Ti consiglio di Agire a Monte sul SetPoint, perchè in questo moto non crei molta instabilità nel tuo sistema.

Altrimenti l'anello di posizione andrà in saturazione quando impatta sul materiale, e viceversa

quando lavori solo in posizione, sarà anello di Pressione ad andare in saturazione.

Poi se esegui delle commutazioni da anello di posizione in pressione si creano delle instabilità.

Perciò come a pensato anche Livio, è meglio agire sul SetPoint.

Se il Profilo di Posizione e generato da te, come mi sembra che tu abbia detto, potresti

insere un anello temporale che mette in somma algebrica la variabile tempo principale

(del profilo) ed il Feedback "Pressure/ErrorPosition" (Che va posto in sottrazione nell'anello Temporale)

Esiste una legge che lega queste grandezze, chiaramente per ottenere un controllo molto più accurato

devi studiare questo fenomeno nell' istante ben preciso in cui l'asse inferiore cede.

Se invece nel tuo posizionamento non hai la possibilità di arrestare il profilo potresti comunque

agire dopo il profilo di posizione e prima dell' anello di Posizione. (In pratica Sovrasti il SetPoint Principale)

Comunque In definitiva sembra che devi usare per forza un sensore di pressione (oppure 2 se esegui il FeedBack anche per asse Y).

Potresti campionare ed eseguire una media sui valori istantanei letti di Pressione e costruirti un piccolo

algoritmo di controllo che agisca sul setpoint.

Oppure quando semplicemente vedi che la posizione del tuo asse retrocede (Velocità Negativa del Actual_Velocity cioè letta dall' encoder), decrementi il setpoint e controllando poi errore di posizione

tendi a mantenere costante errore di posizione agendo sempre sul SetPoint.

Il questo modo dalla posizione dell' Asse Inferiore X puoi sicuramente discriminarti l' istante in cui il tuo Asse cede, a quel punto con il tuo anello Supplementare il Profilo retrocede (il SetPoint torna indietro).

Poi l'asse Y continua a spingere da sopra ed arrivera a fermarsi al target finale, oppure quando

vedi che la posizione non avanza più ti fermi.

Il medesimo concetto lo puoi usare anche per asse Y, chiaramente essendo che l'asse Y ha molta più forza

si fermera solo quando l'asse X sarà retrocesso sino alla battuta inferiore, oppure quando l'asse Y ha raggiunto come già detto il suo target.

Questo controllo è usato anche nel nostro cervello quando un uomo deve Scaricare un grosso peso,

che supera i limiti della sua struttura fisica.

Oppure quando al tatto sente una cosa che gli va male, ha come ordine principale e di retrocedere.

Infatti anche in Biologia ci sono molti controlli similari ai processi che si attuano nell' industria.

Molte volte prendo spunto da queste cose.

Se hai la possibilità prova a lavorarci sopra questa idea, magari se non completamente

perfetta potrebbe darti qualche spunto in più.

Ciao e buon lavoro.

Modificato: 18 giugno 2007 da Beatrice_Ru