0. Study
(1) Kp오차(error)에 순수하게 비례하여 들어가는 feedback
- 적절히 크게 설정하여 bandwidth를 확보해야 한다.
- 입력과 출력의 단위를 비교하여 Scale을 결정한다.
- 초기 오차가 클 경우 너무 큰 비례 이득은 peaking을 유도한다.
- Error가 비례이득 만큼 커져서 입력으로 들어 가는 것으로 Oscillation이 유도 될 수 있다.
- 비례 이득이 클수록 빠른 응답을 확보할 수 있다.
(2) Ki오차(error)의 적분 항 feedback
- Steady-state오차를 없애준다.
- 오차가 지속적으로 과도하게 적분 된 경우 응답 성능도 떨어트릴 수 있다.
- 적분항을 reset하거나 적분항이 적용되는 trigger를 주거나 이렇게 조건부로 활용된다.
- Reference가 set point인 경우에는 PI제어기가 좋을 수 있다.
- Reference가 동적인 ref인 경우에는 PD제어기를 사용 하는게 좋을 수 있다.
(3) Kd오차(error)의 미분 항 feedback
- 오차의 동적 정보를 전달해준다.
- 미분 값은 미래에 대한 정보를 포함하고 있다고 생각
- Overshoot이나 Oscillation을 감소 시킬 때 미분항이 사용된다.
- 미분항을 사용하는 것은 항상 어렵다. Noise가 있는 경우 증폭될 수 있고 미분항을 사용할 때는 필터 된 미분을 사용하는 것이 좋다.
- Reference가 동적인 ref인 경우에는 PD제어기를 사용 하는게 좋을 수 있다.
https://www.youtube.com/watch?v=KJkqNujb6h4&t=64s
1. [a=0.5]PI-IP Kps gain tuning
[Simulation]
기본으로 설정되어 있는 gain은 0.04였다.
gain을 4가지 크기로 나누어 set 해보았을 때의 그래프들이다.
gain을 0.001로 너무 낮추면 Overshoot이 커지고 0.1로 너무 높이면 ripple과 지령속도 도달이 느리다.
최적의 Tuning gain은 0.01이다.
2. [a=0.5]PI-IP Kis gain tuning
[Simulation]
기본으로 설정되어 있는 gain은 0.5였다.
gain을 4가지 크기로 나누어 set 해보았을 때의 그래프들이다.
gain을 0.1로 너무 낮추면 초반의 ripple도 커지고, 지령속도 도달이 느리다.
1.5로 높였을 때가 가장 최적인 것 같다.
최적의 Tuning gain은 0.9 or 1.5이다.
3. [a=0.5]PI-IP Kas gain tuning
[Simulation]
기본으로 설정되어 있는 gain은 25였다.
gain을 4가지 크기로 나누어 set 해보았을 때의 그래프들이다.
gain을 0으로 너무 낮추면 초반의 ripple이 크고, 1000으로 많이 높였을 때 지령속도 도달이 많이 느려진다.
최적의 Tuning gain은 25 or 200이다.
4. [a=0.5]PI-IP gain tuning Optimization
[Simulation]
위의 그래프는 기본으로 set된 Kps=0.04, Kis=0.5, Kas=25이다.
아래 그래프는 최적으로 gain들을 reset한 수치들이다.
처음에 주어진 gain들로 simulation한 것 보다 최적의 gain을 찾아 set한 것의 그래프에 ripple이 더 적고 지령속도 도달도 더 빠르다.
Q. 초반부터 Overshoot이 일어나고 지령속도에 도달하는 것과 위 그림처럼 곡선을 그리면서 지령속도에 도달하는 것 중 무엇이 더 나은 선택인지?
+추가실험
실제 motor에 0.5의 알파를 set하고 gain tuning을 다시 하여 나온 속도(rpm)값을 비교해서 simulation 증명해보는 것 필요.
2023.03.02 - [Project/#3 PI-IP controller] - #5 BLDC(PMSM) [PI-IP controller] Gain 변경 실험
#5 BLDC(PMSM) [PI-IP controller] Gain 변경 실험
1. [a=1] PI controller Kps=0.04, Kis=0.5, Kas=25 [Monitiring] https://youtu.be/5d-6eaFx-IY PI monitoring 기존에 set된 PI controller를 돌렸을 때. motor는 부드럽게 돌아가고, 지령속도에 금방 도착한다. 2. [a=0.5] PI-IP controller K
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