THORLABS DSC1 კომპაქტური ციფრული სერვო კონტროლერი

სპეციფიკაციები:

• პროდუქტის დასახელება: DSC1 კომპაქტური ციფრული სერვო კონტროლერი
• რეკომენდებული გამოყენება: Thorlabs-ის ფოტოდეტექტორებითა და აქტივატორებით
• თავსებადი აქტივატორები: Piezo ampმაცხოვრებლები, ლაზერული დიოდის დრაივერები, TEC კონტროლერები, ელექტროოპტიკური მოდულატორები
• შესაბამისობა: CE/UKCA მარკირება

პროდუქტის გამოყენების ინსტრუქცია

შესავალი

განკუთვნილი გამოყენება: DSC1 არის კომპაქტური ციფრული სერვო კონტროლერი, რომელიც შექმნილია ზოგადი ლაბორატორიული გამოყენებისთვის კვლევებსა და ინდუსტრიაში. DSC1 ზომავს ტომსtage, ითვლის უკუკავშირის სიგნალს მომხმარებლის მიერ შერჩეული საკონტროლო ალგორითმის მიხედვით და გამოსცემს ტომსtagე. პროდუქტის გამოყენება შესაძლებელია მხოლოდ ამ სახელმძღვანელოში აღწერილი ინსტრუქციის შესაბამისად. ნებისმიერი სხვა გამოყენება გააუქმებს გარანტიას. ნებისმიერი მცდელობა ხელახალი დაპროგრამების, ორობითი კოდების დაშლის ან სხვაგვარად შეცვლის ქარხნული მანქანის ინსტრუქციების DSC1-ში, Thorlabs-ის თანხმობის გარეშე, გააუქმებს გარანტიას. Thorlabs გვირჩევს DSC1-ის გამოყენებას Thorlabs-ის ფოტოდეტექტორებთან და აქტივატორებთან ერთად. მაგampThorlabs-ის აქტივატორები, რომლებიც კარგად შეეფერება DSC1-ს გამოყენებას, არის Thorlabs-ის პიეზო ampმაცხოვრებლები, ლაზერული დიოდის დრაივერები, თერმოელექტრული გამაგრილებლების (TEC) კონტროლერები და ელექტრო-ოპტიკური მოდულატორები.

უსაფრთხოების გაფრთხილებების ახსნა

შენიშვნა მიუთითებს მნიშვნელოვან, მაგრამ არა საშიშროებასთან დაკავშირებულ ინფორმაციას, როგორიცაა პროდუქტის შესაძლო დაზიანება.
CE/UKCA მარკირება პროდუქტზე არის მწარმოებლის დეკლარაცია, რომ პროდუქტი შეესაბამება ჯანმრთელობის, უსაფრთხოებისა და გარემოს დაცვის შესაბამისი ევროპული კანონმდებლობის ძირითად მოთხოვნებს.
ბორბლის ურნის სიმბოლო პროდუქტზე, აქსესუარებზე ან შეფუთვაზე მიუთითებს, რომ ეს მოწყობილობა არ უნდა განიხილებოდეს როგორც დაუხარისხებელი მუნიციპალური ნარჩენი, არამედ უნდა შეგროვდეს ცალკე.

აღწერა
Thorlabs-ის DSC1 ციფრული სერვო კონტროლერი არის ელექტრო-ოპტიკური სისტემების უკუკავშირის კონტროლის ინსტრუმენტი. მოწყობილობა ზომავს შეყვანის მოცულობასtagე, განსაზღვრავს შესაბამის უკუკავშირს ტtage რამდენიმე კონტროლის ალგორითმიდან ერთ-ერთის მეშვეობით და იყენებს ამ უკუკავშირს გამომავალ ტომზეtagე არხი. მომხმარებლებს შეუძლიათ აირჩიონ მოწყობილობის მუშაობის კონფიგურაცია ინტეგრირებული სენსორული ეკრანის, დისტანციური დესკტოპის კომპიუტერის გრაფიკული მომხმარებლის ინტერფეისის (GUI) ან დისტანციური კომპიუტერის პროგრამული უზრუნველყოფის განვითარების ნაკრების (SDK) მეშვეობით. სერვოკონტროლერი სamples voltagმონაცემები 16-ბიტიანი გარჩევადობით კოაქსიალური SMB შეყვანის პორტის საშუალებით 1 MHz.

უფრო ზუსტი ტომის უზრუნველსაყოფადtagგაზომვები, არითმეტიკული წრე მოწყობილობაში საშუალოდ ყოველ ორ წამშიamples for ეფექტური სampსიხშირე 500 kHz. ციფრული მონაცემები მუშავდება მიკროპროცესორის მიერ მაღალი სიჩქარით ციფრული სიგნალის დამუშავების (DSP) ტექნიკის გამოყენებით. მომხმარებელს შეუძლია აირჩიოს SERVO და PEAK კონტროლის ალგორითმები. ალტერნატიულად, მომხმარებელს შეუძლია შეამოწმოს სისტემის პასუხი DC voltage რათა განისაზღვროს სერვო მითითებული წერტილი R-ითAMP ოპერაციული რეჟიმი, რომელიც გამოსცემს ხერხის კბილის ტალღას სინქრონულ შეყვანასთან. შეყვანის არხს აქვს ტიპიური გამტარობა 120 kHz. გამომავალ არხს აქვს ტიპიური გამტარობა 100 kHz. -180 გრადუსიანი ფაზის ჩამორჩენა შეყვანიდან გამომავალ მოცtagამ სერვო კონტროლერის გადაცემის ფუნქცია ჩვეულებრივ 60 kHz-ია.

ტექნიკური მონაცემები

სპეციფიკაციები

ოპერაციული სპეციფიკაციები
სისტემის გამტარუნარიანობა	DC 100 kHz-მდე
შეყვანა გამოსავალში -180 გრადუსი სიხშირე	>58 kHz (60 kHz ტიპიური)
ნომინალური შეყვანა Sampling რეზოლუცია	16 ბიტიანი
ნომინალური გამომავალი გარჩევადობა	12 ბიტიანი
მაქსიმალური შეყვანის მოცულობაtage	±4 ვ
მაქსიმალური გამოყვანის მოცულობაtageb	±4 ვ
შეყვანის მაქსიმალური დენი	100 mA
საშუალო ხმაურის სართული	-120 დბ ვ2/ჰც
პიკის ხმაურის იატაკი	-105 დბ ვ2/ჰც
RMS ხმაურის შეყვანაc	0.3 მვ
შეყვანა სampling სიხშირე	1 MHz
PID განახლების სიხშირეd	500 კჰც
Peak Lock მოდულაციის სიხშირის დიაპაზონი	100 Hz - 100 kHz 100 Hz ნაბიჯებით
შეყვანის შეწყვეტა	1 MΩ
გამომავალი წინაღობაb	220 Ω

• ა. ეს არის სიხშირე, რომლის დროსაც გამომავალი აღწევს -180 გრადუსიანი ფაზის ცვლას შეყვანთან შედარებით.
• ბ. გამომავალი განკუთვნილია მაღალი Z (>100 kΩ) მოწყობილობებთან დასაკავშირებლად. მოწყობილობების დაკავშირება ქვედა შეყვანის შეწყვეტით, Rdev, შეამცირებს გამომავალი მოცულობასtage დიაპაზონი Rdev/(Rdev + 220 Ω) მიხედვით (მაგ., მოწყობილობა 1 kΩ შეწყვეტით მისცემს ნომინალური გამომავალი მოცულობის 82%-სtagდიაპაზონი).
• გ. ინტეგრაციის გამტარობა არის 100 ჰც – 250 კჰც.
• დ. დაბალი გამტარი ფილტრი ამცირებს დიგიტალიზაციის არტეფაქტებს გამომავალი კონტროლის ტომშიtage, რის შედეგადაც გამომავალი გამტარობა 100 kHz.

ელექტრო მოთხოვნები
მიწოდება ტომიtage	4.75 – 5.25 V DC
მიწოდების მიმდინარეობა	750 mA (მაქსიმალური)
ტემპერატურის დიაპაზონიa	0 °C-დან 70 °C-მდე

• ტემპერატურის დიაპაზონი, რომელზედაც შესაძლებელია მოწყობილობის მუშაობა ოპტიმალური მუშაობის გარეშე, ხდება ოთახის ტემპერატურასთან ახლოს.

სისტემის მოთხოვნები
ოპერაციული სისტემა	Windows 10® (რეკომენდირებული) ან 11, საჭიროა 64 ბიტი
მეხსიერება (RAM)	4 GB მინიმუმ, 8 GB რეკომენდირებული
Sტორაჟი	300 მბ (მინ) ხელმისაწვდომი ადგილი დისკზე
ინტერფეისი	USB 2.0
ეკრანის მინიმალური გარჩევადობა	1200 x 800 პიქსელი

მექანიკური ნახაზები 

შესაბამისობის გამარტივებული დეკლარაცია
ევროკავშირის შესაბამისობის დეკლარაციის სრული ტექსტი ხელმისაწვდომია შემდეგ ინტერნეტ მისამართზე: https://Thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=16794

FCC აღნიშვნა 

შენიშვნა: ეს მოწყობილობა გამოცდილია და აღმოჩნდა, რომ შეესაბამება A კლასის ციფრული მოწყობილობის ლიმიტებს, FCC წესების მე-15 ნაწილის შესაბამისად. ეს შეზღუდვები შექმნილია იმისათვის, რომ უზრუნველყოს გონივრული დაცვა მავნე ჩარევისგან, როდესაც მოწყობილობა მუშაობს კომერციულ გარემოში. ეს მოწყობილობა გამოიმუშავებს, იყენებს და შეუძლია რადიოსიხშირული ენერგიის გამოსხივება და, თუ არ არის დაინსტალირებული და გამოყენებული ინსტრუქციის სახელმძღვანელოს შესაბამისად, შეიძლება გამოიწვიოს მავნე ჩარევა რადიოკავშირში. ამ აღჭურვილობის ფუნქციონირება საცხოვრებელ უბანში, სავარაუდოდ, გამოიწვევს მავნე ჩარევას, რა შემთხვევაშიც მომხმარებელს მოეთხოვება ჩარევის გამოსწორება საკუთარი ხარჯებით.

უსაფრთხოების გაფრთხილებები: CE/UKCA მარკირება მიუთითებს ევროპის ჯანმრთელობის, უსაფრთხოებისა და გარემოს დაცვის კანონმდებლობასთან შესაბამისობაზე.

ოპერაცია

საფუძვლები: გაეცანით DSC1-ის ძირითად ფუნქციებს.

მიწის მარყუჟები და DSC1: უზრუნველყოს სათანადო დამიწება ჩარევის თავიდან ასაცილებლად.

DSC1-ის ჩართვა: შეაერთეთ დენის წყარო მითითებების შესაბამისად.

სენსორული ეკრანი 

სენსორული ეკრანის ინტერფეისის გაშვება 
კვების ბლოკთან მიერთების და ხანმოკლე, ერთ წამზე ნაკლებ გახურების შემდეგ, DSC1 ანათებს ინტეგრირებულ სენსორულ ეკრანს და ეკრანი რეაგირებს შეყვანებზე.

სენსორული ეკრანის მუშაობა SERVO რეჟიმში
SERVO რეჟიმი ახორციელებს PID კონტროლერს.

სურათი 2 სენსორული ეკრანის ჩვენება სერვო მუშაობის რეჟიმში PID კონტროლერით ჩართულია PI კონტროლის რეჟიმში. 

• PV (პროცესის ცვლადი) რიცხვითი მნიშვნელობა აჩვენებს AC RMS voltagშეყვანის სიგნალის e ვოლტებში.
• OV (გამომავალი ტtagე) რიცხვითი მნიშვნელობა გვიჩვენებს საშუალო გამომავალ მოცულობასtage DSC1-დან.
• S (setpoint) კონტროლი ადგენს სერვო მარყუჟის დაყენების წერტილს ვოლტებში. 4 V არის მაქსიმალური და -4 V არის მინიმალური დასაშვები.
• O (offset) კონტროლი ადგენს სერვო მარყუჟის DC ოფსეტს ვოლტებში. 4 V არის მაქსიმალური და -4 V არის მინიმალური დასაშვები.
• P (პროპორციული) კონტროლი ადგენს პროპორციული მომატების კოეფიციენტს. ეს შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი მნიშვნელობა 10-5-დან 10,000-მდე, აღნიშნულია საინჟინრო აღნიშვნით.
• I (ინტეგრალური) კონტროლი ადგენს ინტეგრალური მოგების კოეფიციენტს. ეს შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი მნიშვნელობა 10-5-დან 10,000-მდე, აღნიშნულია საინჟინრო აღნიშვნით.
• D (წარმოებული) კონტროლი ადგენს წარმოებულის მომატების კოეფიციენტს. ეს შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი მნიშვნელობა 10-5-დან 10,000-მდე, აღნიშნულია საინჟინრო აღნიშვნით.
• STOP-RUN გადართვა გამორთავს და ჩართავს სერვო მარყუჟს.
• P, I და D ღილაკები ჩართავს (განათებს) და გამორთავს (მუქი ლურჯი) ყოველი მომატება.tage PID სერვო მარყუჟში.
• SERVO ჩამოსაშლელი მენიუ მომხმარებელს საშუალებას აძლევს აირჩიოს მუშაობის რეჟიმი.
• ჩაის კვალი აჩვენებს მიმდინარე დაყენების წერტილს. X ღერძზე თითოეული წერტილი არის 2 μs დაშორებით.
• ოქროს კვალი აჩვენებს მიმდინარე გაზომილ PV-ს. X ღერძზე თითოეული წერტილი არის 2 μs დაშორებით.

სენსორული ეკრანის მუშაობა რAMP რეჟიმი 
რAMP რეჟიმი გამოსცემს ხერხის კბილის ტალღას მომხმარებლის კონფიგურირებადი ampლიტუდა და ოფსეტური.

• PV (პროცესის ცვლადი) რიცხვითი მნიშვნელობა აჩვენებს AC RMS voltagშეყვანის სიგნალის e ვოლტებში.
• OV (გამომავალი ტtagე) რიცხვითი მნიშვნელობა გვიჩვენებს საშუალო გამომავალ მოცულობასtage გამოიყენება მოწყობილობის მიერ.
• O (offset) კონტროლი ადგენს r-ის DC ოფსეტსamp გამომავალი ვოლტებში. 4 V არის მაქსიმალური და -4 V არის მინიმალური დასაშვები.
• A (amplitude) კონტროლი ადგენს ampლიტუდა რamp გამომავალი ვოლტებში. 4 V არის მაქსიმალური და -4 V არის მინიმალური დასაშვები.
• STOP-RUN გადართვა გამორთავს და ჩართავს სერვო მარყუჟს შესაბამისად.
• რAMP ჩამოსაშლელი მენიუ მომხმარებელს საშუალებას აძლევს აირჩიოს მუშაობის რეჟიმი.
• ოქროს კვალი გვიჩვენებს მცენარის რეაქციას სინქრონიზებული გამომავალი სკანირების ტომიtagე. X ღერძზე თითოეული წერტილი დაშორებულია 195 μs მანძილზე.

სენსორული ეკრანის მუშაობა PEAK რეჟიმში
PEAK რეჟიმი ახორციელებს ექსტრემის ძიების კონტროლერს მომხმარებლის კონფიგურირებადი მოდულაციის სიხშირით, ampლიტუდა და ინტეგრაციის მუდმივი. გაითვალისწინეთ, რომ მოდულაცია და დემოდულაცია ყოველთვის აქტიურია, როდესაც მოწყობილობა PEAK რეჟიმშია; run-stop გადართვა ააქტიურებს და ააქტიურებს ინტეგრალურ მომატებას დახრის კონტროლის ციკლში.

• PV (პროცესის ცვლადი) რიცხვითი მნიშვნელობა აჩვენებს AC RMS voltagშეყვანის სიგნალის e ვოლტებში.
• OV (გამომავალი ტtagე) რიცხვითი მნიშვნელობა გვიჩვენებს საშუალო გამომავალ მოცულობასtage გამოიყენება მოწყობილობის მიერ.
• M (მოდულაციის სიხშირის მულტიპლიკატორი) რიცხვითი მნიშვნელობა აჩვენებს მოდულაციის სიხშირის 100 ჰც-ის ჯერადს. მაგample, თუ M = 1, როგორც ნაჩვენებია, მოდულაციის სიხშირე არის 100 ჰც. მოდულაციის მაქსიმალური სიხშირეა 100 kHz, M მნიშვნელობით 1000. ზოგადად, უფრო მაღალი მოდულაციის სიხშირეა მიზანშეწონილი, იმ პირობით, რომ საკონტროლო აქტივატორი რეაგირებს ამ სიხშირეზე.
• A (amplitude) კონტროლი ადგენს ampმოდულაციის სიდიდე ვოლტებში, აღნიშნულია საინჟინრო აღნიშვნით. 4 V არის მაქსიმალური და -4 V არის მინიმალური დასაშვები.
• K (პიკური დაბლოკვის ინტეგრალური კოეფიციენტი) კონტროლი ადგენს კონტროლერის ინტეგრაციის მუდმივას, V/s-ის ერთეულებით, აღნიშნულია საინჟინრო აღნიშვნით. თუ მომხმარებელი არ არის დარწმუნებული ამ მნიშვნელობის კონფიგურაციის შესახებ, მიზანშეწონილია დაიწყოს დაახლოებით 1 მნიშვნელობით.
• STOP-RUN გადართვა გამორთავს და ჩართავს სერვო მარყუჟს შესაბამისად.
• PEAK ჩამოსაშლელი მენიუ მომხმარებელს საშუალებას აძლევს აირჩიოს მუშაობის რეჟიმი.
• ოქროს კვალი გვიჩვენებს მცენარის რეაქციას სინქრონიზებული გამომავალი სკანირების ტომიtagე. X ღერძზე თითოეული წერტილი დაშორებულია 195 μs მანძილზე.

პროგრამული უზრუნველყოფა
ციფრული სერვო კონტროლერის პროგრამული უზრუნველყოფა შექმნილია იმისთვის, რომ უზრუნველყოს ძირითადი ფუნქციების კონტროლი კომპიუტერის ინტერფეისის საშუალებით და უზრუნველყოფს ანალიზის ხელსაწყოების გაფართოებულ კომპლექტს კონტროლერის გამოყენებისთვის. მაგampასევე, GUI მოიცავს ნაკვეთს, რომელსაც შეუძლია აჩვენოს შეყვანის ტომიtage სიხშირის დომენში. გარდა ამისა, მონაცემები შეიძლება ექსპორტირებული იყოს როგორც .csv file. ეს პროგრამა საშუალებას იძლევა გამოიყენოს მოწყობილობა სერვოში, პიკში ან რamp რეჟიმები ყველა პარამეტრზე და პარამეტრზე კონტროლით. სისტემის პასუხი შეიძლება იყოს viewed as input voltage, შეცდომის სიგნალი, ან ორივე, დროის ან სიხშირის დომენის წარმოდგენაში. დამატებითი ინფორმაციისთვის გთხოვთ იხილოთ სახელმძღვანელო.

პროგრამის გაშვება
პროგრამული უზრუნველყოფის გაშვების შემდეგ დააწკაპუნეთ „დაკავშირება“ ხელმისაწვდომი DSC მოწყობილობების სიაში. რამდენიმე DSC მოწყობილობა შეიძლება ერთდროულად კონტროლდებოდეს.

სურათი 5
გაშვების ეკრანი DSCX Client პროგრამისთვის.

სურათი 6 მოწყობილობის შერჩევის ფანჯარა. დააწკაპუნეთ OK არჩეულ მოწყობილობასთან დასაკავშირებლად.

Servo Software Tab
Servo ჩანართი მომხმარებელს საშუალებას აძლევს იმუშაოს მოწყობილობაზე სერვო რეჟიმში დამატებითი კონტროლით და დისპლეით, რომელიც გათვალისწინებულია თავად მოწყობილობაზე ჩაშენებული სენსორული ეკრანის ინტერფეისით. ამ ჩანართზე ხელმისაწვდომია პროცესის ცვლადის დროის ან სიხშირის დომენის წარმოდგენები. სისტემის პასუხი შეიძლება იყოს viewროგორც პროცესის ცვლადი, შეცდომის სიგნალი ან ორივე. შეცდომის სიგნალი არის განსხვავება პროცესის ცვლადსა და დაყენებულ წერტილს შორის. კონტროლის ანალიზის ტექნიკის გამოყენებით, შესაძლებელია მოწყობილობის იმპულსური პასუხის, სიხშირის პასუხის და ფაზური პასუხის პროგნოზირება, იმ პირობით, რომ გარკვეული ვარაუდები იქნება სისტემის ქცევისა და გაზრდის კოეფიციენტების შესახებ. ეს მონაცემები ნაჩვენებია სერვო კონტროლის ჩანართზე, რათა მომხმარებლებმა წინასწარ შეძლონ თავიანთი სისტემის კონფიგურაცია საკონტროლო ექსპერიმენტების დაწყებამდე.

სურათი 7 პროგრამული ინტერფეისი R-შიamp რეჟიმი სიხშირის დომენის ჩვენებით. 

• X ბადის ხაზების ჩართვა: ველის მონიშვნა ჩართავს X ბადის ხაზებს.
• Y ბადის ხაზების ჩართვა: ველის მონიშვნა ააქტიურებს Y ბადის ხაზებს.
• Run / Pause ღილაკი: ამ ღილაკის დაჭერით იწყება / აჩერებს ეკრანზე გრაფიკული ინფორმაციის განახლებას.
• სიხშირე / დროის გადართვა: გადართავს სიხშირის დომენსა და დროის დომენის შეთქმულებას.
• PSD / ASD გადართვა: გადართავს სიმძლავრის სპექტრულ სიმკვრივეს და ampლიტუდის სპექტრული სიმკვრივის ვერტიკალური ღერძები.
• საშუალო სკანირება: ამ გადამრთველის გადართვა ჩართავს და გამორთავს საშუალო სიხშირის დომენში.
• სკანირება საშუალოდ: ეს რიცხვითი კონტროლი განსაზღვრავს სკანირების რაოდენობას, რომელიც უნდა იყოს საშუალოდ. მინიმალური არის 1 სკანირება, მაქსიმალური კი 100 სკანირება. კლავიატურაზე ზემოთ და ქვემოთ ისრები ზრდის და ამცირებს სკანირების რაოდენობას საშუალოდ. ანალოგიურად, კონტროლის მიმდებარე ზევით და ქვევით ღილაკები ზრდის და ამცირებს სკანირების რაოდენობას საშუალოდ.
• ჩატვირთვა: Reference Spectrum პანელზე ამ ღილაკის დაჭერით მომხმარებელს საშუალებას აძლევს აირჩიოს კლიენტის კომპიუტერზე შენახული მითითების სპექტრი.
• შენახვა: ამ ღილაკის დაჭერით Reference Spectrum პანელში მომხმარებელს საშუალებას აძლევს შეინახოს ამჟამად ნაჩვენები სიხშირის მონაცემები კომპიუტერში. ამ ღილაკზე დაჭერის შემდეგ, შეინახეთ file დიალოგი საშუალებას მისცემს მომხმარებელს აირჩიოს შენახვის ადგილი და შეიყვანოს file სახელი მათი მონაცემებისთვის. მონაცემები ინახება მძიმით გამოყოფილი მნიშვნელობის სახით (CSV).
• მითითების ჩვენება: ამ ველის მონიშვნა საშუალებას გაძლევთ აჩვენოთ ბოლო არჩეული მიმართვის სპექტრი.
• Autoscale Y-Axis: ყუთის მონიშვნა საშუალებას გაძლევთ ავტომატურად დააყენოთ Y Axis-ის ჩვენების ლიმიტები.
• Autoscale X-Axis: ველის მონიშვნა საშუალებას იძლევა X Axis-ის ჩვენების ლიმიტების ავტომატური დაყენება.
• ჟურნალი X-ღერძი: ველის შემოწმება ლოგარითმული და ხაზოვანი X ღერძის ჩვენებას შორის გადართვა.
• გაშვება PID: ამ გადართვის ჩართვა მოწყობილობაზე ააქტიურებს სერვო ციკლს.
• O რიცხვითი: ეს მნიშვნელობა ადგენს ოფსეტური voltage ვოლტებში.
• SP რიცხვითი: ეს მნიშვნელობა ადგენს მითითებული წერტილის მოცულობასtage ვოლტებში.
• Kp რიცხვითი: ეს მნიშვნელობა ადგენს პროპორციულ მომატებას.
• Ki რიცხვითი: ეს მნიშვნელობა ადგენს ინტეგრალურ მომატებას 1/წმ-ში.
• Kd რიცხვითი: ეს მნიშვნელობა ადგენს წარმოებულის მომატებას s-ში.
• ღილაკები P, I, D: ეს ღილაკები განათებისას იძლევა შესაბამისად პროპორციულ, ინტეგრალურ და წარმოებულების გაზრდას.
• Run/Stop Toggle: ამ გადამრთველის გადართვა ჩართავს და გამორთავს კონტროლს.

მომხმარებელს ასევე შეუძლია გამოიყენოს მაუსი, რათა შეცვალოს ნაჩვენები ინფორმაციის მოცულობა: 

• მაუსის ბორბალი ადიდებს ნაკვეთს მაუსის მაჩვენებლის ამჟამინდელი პოზიციისკენ.
• SHIFT + Click ცვლის მაუსის მაჩვენებელს პლუს ნიშანს. ამის შემდეგ მაუსის მარცხენა ღილაკი გაადიდებს მაუსის მაჩვენებლის პოზიციას 3-ჯერ. მომხმარებელს შეუძლია ასევე გადაათრიოს და შეარჩიოს დიაგრამის რეგიონი, რომ გაადიდოს, რათა მოერგოს.
• ALT + Click ცვლის მაუსის მაჩვენებელს მინუს ნიშანზე. ამის შემდეგ მაუსის მარცხენა ღილაკი მაუსის მაჩვენებლის პოზიციიდან 3-ჯერ შემცირდება.
• მაუსის ბალიშზე ან სენსორულ ეკრანზე ჟესტების გავრცელება და დაჭერა, შესაბამისად გადიდდება და ამოიწურება დიაგრამაზე.
• გადახვევის შემდეგ, მაუსის მარცხენა ღილაკზე დაწკაპუნება საშუალებას მისცემს მომხმარებელს გადაიტანოს მაუსის გადმოწევით.
• დიაგრამაზე დაწკაპუნებით მარჯვენა ღილაკით აღადგენს დიაგრამის ნაგულისხმევ პოზიციას.

Ramp პროგრამული უზრუნველყოფის ჩანართი
რamp ჩანართი უზრუნველყოფს რ-თან შესადარებელ ფუნქციონირებასamp ჩანართი ჩაშენებულ სენსორულ ეკრანზე. ამ ჩანართზე გადართვა დაკავშირებულ მოწყობილობას აყენებს r-შიamp რეჟიმი.

სურათი 8
პროგრამული ინტერფეისი რamp რეჟიმი.

სერვო რეჟიმში ხელმისაწვდომი კონტროლის გარდა, Ramp რეჟიმი ამატებს: 

• Amplitude Numeric: ეს მნიშვნელობა ადგენს სკანირებას ampლიტუდა ვოლტებში.
• Offset Numeric: ეს მნიშვნელობა ადგენს სკანირების ოფსეტს ვოლტებში.
• გაშვება / გაჩერება Ramp გადართვა: ამ გადამრთველის გადართვა რთავს და გამორთავს ramp.

Peak Software Tab 
Peak Control ჩანართი უზრუნველყოფს იგივე ფუნქციონირებას, როგორც PEAK რეჟიმში ჩაშენებულ მომხმარებლის ინტერფეისზე, სისტემიდან დაბრუნების სიგნალის ხასიათის დამატებით ხილვადობით. ამ ჩანართზე გადართვით დაკავშირებული მოწყობილობა გადადის მუშაობის PEAK რეჟიმში.

სურათი 9 პროგრამული ინტერფეისი პიკის რეჟიმში დროის დომენის ჩვენებით.

Servo რეჟიმში ხელმისაწვდომი კონტროლის გარდა, Peak რეჟიმი ამატებს: 

• Amplitude numeric: ეს მნიშვნელობა ადგენს მოდულაციას ampლიტუდა ვოლტებში.
• K რიცხვითი: ეს არის პიკური დაბლოკვის ინტეგრალური კოეფიციენტი; მნიშვნელობა ადგენს ინტეგრალური მომატების მუდმივას V/s-ში.
• ოფსეტური რიცხვითი: ეს მნიშვნელობა ადგენს ოფსეტს ვოლტებში.
• სიხშირის რიცხვითი: ეს ადგენს მოდულაციის სიხშირის მულტიპლიკატორს 100 ჰც-ით. მინიმალური დასაშვები მნიშვნელობა არის 100 ჰც, მაქსიმალური კი 100 კჰც.
• Run / Stop Peak გადართვა: ამ გადამრთველის გადართვა ჩართავს და გამორთავს ინტეგრალურ მომატებას. გაითვალისწინეთ, როდესაც მოწყობილობა PEAK რეჟიმშია, გამომავალი მოდულაცია და შეცდომის სიგნალის დემოდულაცია აქტიურია.

შენახული მონაცემები 
მონაცემები ინახება მძიმით გამოყოფილი მნიშვნელობის (CSV) ფორმატში. მოკლე სათაური ინახავს შესაბამის მონაცემებს შენახული მონაცემებიდან. თუ ამ CSV-ის ფორმატი შეიცვალა, პროგრამულმა უზრუნველყოფასმა შესაძლოა ვერ შეძლოს მითითების სპექტრის აღდგენა. ამიტომ, მომხმარებელს ურჩევს შეინახოს თავისი მონაცემები ცალკე ცხრილებში file თუ რაიმე დამოუკიდებელი ანალიზის გაკეთებას აპირებენ.

სურათი 10 მონაცემები .csv ფორმატში, ექსპორტირებული DSC1-დან. 

ოპერაციის თეორია

PID სერვო კონტროლი
PID წრე ხშირად გამოიყენება როგორც საკონტროლო მარყუჟის უკუკავშირის კონტროლერი და ძალიან გავრცელებულია სერვო სქემებში. სერვო მიკროსქემის დანიშნულებაა სისტემის შენარჩუნება წინასწარ განსაზღვრულ მნიშვნელობაზე (დაყენებული წერტილი) ხანგრძლივი დროის განმავლობაში. PID წრე აქტიურად ინახავს სისტემას დადგენილ წერტილში შეცდომის სიგნალის წარმოქმნით, რომელიც არის განსხვავება დაყენებულ წერტილსა და მიმდინარე მნიშვნელობას შორის და გამომავალი მოცულობის მოდულირებით.tagე რათა შევინარჩუნოთ მითითებული წერტილი. ასოები, რომლებიც ქმნიან PID აკრონიმს, შეესაბამება პროპორციულ (P), ინტეგრალურ (I) და წარმოებულს (D), რომლებიც წარმოადგენს PID მიკროსქემის სამ საკონტროლო პარამეტრს.

პროპორციული წევრი დამოკიდებულია აწმყო შეცდომაზე, ინტეგრალური წევრი დამოკიდებულია წარსული შეცდომის დაგროვებაზე, ხოლო წარმოებული წევრი არის მომავალი შეცდომის პროგნოზირება. თითოეული ეს ტერმინი იკვებება შეწონილ ჯამში, რომელიც არეგულირებს გამომავალ მოცულობასtagწრედის e, u(t). ეს გამომავალი იკვებება საკონტროლო მოწყობილობაში, მისი გაზომვა ისევ შედის PID მარყუჟში და პროცესს ეძლევა ნებადართული მიკროსქემის გამომავალი აქტიური სტაბილიზაცია, რათა მიაღწიოს და შეინარჩუნოს მითითებული წერტილის მნიშვნელობა. ქვემოთ მოყვანილი ბლოკ-სქემა ასახავს PID წრედის მოქმედებას. ერთი ან მეტი კონტროლის გამოყენება შესაძლებელია ნებისმიერ სერვო წრეში, იმისდა მიხედვით, თუ რა არის საჭირო სისტემის სტაბილიზაციისთვის (ანუ P, I, PI, PD ან PID).

გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ PID წრე არ იძლევა ოპტიმალურ კონტროლს. PID კონტროლის არასწორმა დაყენებამ შეიძლება გამოიწვიოს მიკროსქემის მნიშვნელოვანი რხევა და კონტროლის არასტაბილურობა. მომხმარებლის გადასაწყვეტია PID პარამეტრების სწორად დარეგულირება სათანადო შესრულების უზრუნველსაყოფად.

PID თეორია 

PID თეორია უწყვეტი სერვო კონტროლერისთვის: გაიგეთ PID თეორია ოპტიმალური სერვო კონტროლისთვის.
PID კონტროლის მიკროსქემის გამომავალი, u(t), მოცემულია როგორც

სად:

• ?? არის პროპორციული მომატება, განზომილებიანი
• ?? არის ინტეგრალური მოგება 1/წამში
• ?? არის წარმოებული მოგება წამებში
• ?(?) არის შეცდომის სიგნალი ვოლტებში
• ?(?) არის საკონტროლო გამომავალი ვოლტებში

აქედან ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ საკონტროლო ერთეულები მათემატიკურად და განვიხილოთ თითოეული მათგანი ცოტა უფრო დეტალურად. პროპორციული კონტროლი შეცდომის სიგნალის პროპორციულია; როგორც ასეთი, ეს არის პირდაპირი პასუხი მიკროსქემის მიერ წარმოქმნილ შეცდომის სიგნალზე:
? = ???(?)
უფრო დიდი პროპორციული მომატება იწვევს უფრო დიდ ცვლილებებს შეცდომის საპასუხოდ და, შესაბამისად, გავლენას ახდენს სიჩქარეზე, რომლითაც კონტროლერს შეუძლია რეაგირება სისტემის ცვლილებებზე. მიუხედავად იმისა, რომ მაღალმა პროპორციულმა მომატებამ შეიძლება გამოიწვიოს წრედის სწრაფი რეაგირება, ძალიან მაღალმა მნიშვნელობამ შეიძლება გამოიწვიოს რხევები SP მნიშვნელობის შესახებ. ძალიან დაბალი მნიშვნელობა და წრე არ შეუძლია ეფექტურად უპასუხოს სისტემის ცვლილებებს. ინტეგრალური კონტროლი მიდის ერთი ნაბიჯით უფრო შორს, ვიდრე პროპორციული მომატება, რადგან ის პროპორციულია არა მხოლოდ შეცდომის სიგნალის სიდიდისა, არამედ ნებისმიერი დაგროვილი შეცდომის ხანგრძლივობისა.

ინტეგრალური კონტროლი ძალზე ეფექტურია მიკროსქემის რეაგირების დროის გაზრდისას, ისევე როგორც სტაბილური მდგომარეობის შეცდომის აღმოფხვრა, რომელიც დაკავშირებულია წმინდა პროპორციულ კონტროლთან. არსებითად, ინტეგრალური კონტროლი აჯამებს ნებისმიერ ადრე გამოუსწორებელ შეცდომას და შემდეგ ამრავლებს ამ შეცდომას Ki-ზე, რათა წარმოქმნას ინტეგრალური პასუხი. ამრიგად, თუნდაც მცირე მდგრადი შეცდომისთვის, შეიძლება განხორციელდეს დიდი აგრეგირებული ინტეგრალური პასუხი. თუმცა, ინტეგრალური კონტროლის სწრაფი რეაგირების გამო, მომატების მაღალმა მნიშვნელობებმა შეიძლება გამოიწვიოს SP მნიშვნელობის მნიშვნელოვანი გადაჭარბება და გამოიწვიოს რხევა და არასტაბილურობა. ძალიან დაბალია და წრე მნიშვნელოვნად შენელდება სისტემის ცვლილებებზე რეაგირებისას. წარმოებული კონტროლი ცდილობს შეამციროს გადაჭარბებისა და ზარის პოტენციალის პროპორციული და ინტეგრალური კონტროლიდან. ის განსაზღვრავს, თუ რამდენად სწრაფად იცვლება წრედი დროთა განმავლობაში (შეცდომის სიგნალის წარმოებულის დათვალიერებით) და ამრავლებს მას Kd-ზე წარმოებული პასუხის მისაღებად.

პროპორციული და ინტეგრალური კონტროლისგან განსხვავებით, წარმოებული კონტროლი ანელებს წრედის რეაქციას. ამით მას შეუძლია ნაწილობრივ აანაზღაუროს გადაჭარბება ასევე დamp გამორიცხეთ ინტეგრალური და პროპორციული კონტროლით გამოწვეული რხევები. გაზრდის მაღალი მნიშვნელობები იწვევს წრედს ძალიან ნელა რეაგირებას და შეიძლება დატოვოს ხმაურისა და მაღალი სიხშირის რხევებისადმი მგრძნობიარე (რადგან წრე ძალიან ნელი ხდება სწრაფი რეაგირებისთვის). ძალიან დაბალია და წრე მიდრეკილია მითითებული წერტილის მნიშვნელობის გადაჭარბებისკენ. თუმცა, ზოგიერთ შემთხვევაში დადგენილ წერტილის მნიშვნელობის რაიმე მნიშვნელოვანი რაოდენობით გადაჭარბება თავიდან უნდა იქნას აცილებული და, შესაბამისად, უფრო მაღალი წარმოებული მოგება (დაბალ პროპორციულ მოგებასთან ერთად) შეიძლება გამოყენებულ იქნას. ქვემოთ მოცემული დიაგრამა ხსნის რომელიმე პარამეტრის დამოუკიდებლად გაზრდის ეფექტს.

პარამეტრი გაიზარდა	ამოსვლის დრო	გადაჭარბება	დასახლების დრო	სტაბილური მდგომარეობის შეცდომა	სტაბილურობა
Kp	შემცირება	გაზრდა	მცირე ცვლილება	შემცირება	დეგრადაცია
Ki	შემცირება	გაზრდა	გაზრდა	საგრძნობლად შემცირება	დეგრადაცია
Kd	მცირე კლება	მცირე კლება	მცირე კლება	არანაირი ეფექტი	გაუმჯობესება (პატარა Kd-სთვის)

დისკრეტული დროის სერვო კონტროლერები 

მონაცემთა ფორმატი
PID კონტროლერი DSC1-ში იღებს 16-ბიტიან ADC-სample, რომელიც არის ოფსეტური ორობითი რიცხვი, რომელიც შეიძლება მერყეობდეს 0-65535. 0 ხაზოვანი ხაზს უსვამს უარყოფით 4 ვ შეყვანას და 65535 წარმოადგენს +4V შეყვანის სიგნალს. "შეცდომის" სიგნალი, ?[?], PID მარყუჟში დროის საფეხურზე ? განისაზღვრება როგორც ?[?] = ? − ?[?] სად? არის მითითებული წერტილი და ?[?] არის ტომიtagესample ოფსეტური ორობითი მასშტაბით დისკრეტული დროის საფეხურზე, ?.

კონტროლის კანონი დროის დომენში
სამი გაზრდის წევრი გამოითვლება და ჯამდება ერთად.
?[?] = ??[?] + ??[?] + ??[?] ?? = ???[?] ?? ≈ ?? ∫ ?[?] ?? = ??(?[?] − ?[? − 1])
სად არის ??[?], ??[?] და ??[?] პროპორციული, ინტეგრალური და წარმოებული მიღწევები, რომლებიც მოიცავს საკონტროლო გამომავალს ?[?] დროის საფეხურზე ?. ???, ???, და ??? არის პროპორციული, ინტეგრალური და წარმოებული მოგების კოეფიციენტები.

ინტეგრალისა და წარმოებულის მიახლოება
DSC1 უახლოვდება ინტეგრატორს აკუმულატორთან.
∫ ?[?] = ?[?] + ∫ ?[? − 1] ინტეგრაციის ინტერვალის გათვალისწინება, დროის საფეხურის სიგანე, შეფუთულია ინტეგრალური მომატების კოეფიციენტში ?? ისეთი რომ: ?? = ?′?ℎ
სად?? არის ნომინალურად შეყვანილი ინტეგრალური მომატების კოეფიციენტი და ℎ არის დრო ADC-ს შორისamples. წარმოებულთან მსგავს მიახლოებას ვაკეთებთ, როგორც განსხვავება ?[?] და ?[? − 1] ისევ ვივარაუდოთ, რომ ?? ასევე შეიცავს 1/სთ სკალირებას.

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ახლა ჩათვალეთ, რომ ინტეგრალური და წარმოებული მიახლოებები არ მოიცავდა დროის საფეხურის განხილვას (სampინტერვალი), შემდგომში ℎ. ტრადიციულად ჩვენ ვამბობთ პირველი რიგის, გამოკვეთილ, მიახლოებას ცვლადთან ?[?]-ით. = ?(?, ?) ტეილორის სერიის გაფართოების ტერმინებზე დაყრდნობით არის ?[?] ≈ ?[? − 1] + ℎ ?(?, ?)
მას ხშირად მოიხსენიებენ, როგორც უკანა ეილერის ინტეგრაციის სქემას ან აშკარა პირველი რიგის რიცხვითი ინტეგრატორს. თუ ?(?, ?) წარმოებულს გადავწყვეტთ, ვიპოვით:

გაითვალისწინეთ მრიცხველის მსგავსება საკონტროლო განტოლებაში წარმოებულთან ჩვენს მიმდინარე მიახლოებასთან. ეს ნიშნავს, რომ წარმოებულთან ჩვენი დაახლოება უფრო სწორად არის მასშტაბირებული ℎ−1-ით.

ის ასევე ინტუიციურად მიბაძავს კალკულუსის ფუნდამენტურ თეორემას:

ახლა თუ ვიტყვით ამას? არის შეცდომის სიგნალის ინტეგრალი ?, შეგვიძლია გავაკეთოთ შემდეგი ჩანაცვლება.
?[?]=∫?[?] ?(?,?)= ?[?] და ჩვენ ვიღებთ პირველი რიგის ტეილორის სერიის მიახლოებას ფუნქციასთან ?: ∫?[?]=∫?[?−1]+ℎ ?(?)
უბრალოდ ∫?[?]=0 ?=0-სთვის ∫?[?]=XNUMX, ინტეგრალთან მიმდინარე მიახლოება პრაქტიკულად კონდენსირდება აკუმულატორთან.

ამიტომ, ჩვენ ვარეგულირებთ კონტროლის კანონის წინა წარმოებულს:

კონტროლის კანონი სიხშირის დომენში
მიუხედავად იმისა, რომ განტოლება, რომელიც მიღებულია წინა ნაწილში, აცნობებს DSC1-ში დანერგილი დისკრეტული დროის PID კონტროლერის დროის დომენის ქცევას, ის ცოტას ამბობს კონტროლერის სიხშირის დომენის პასუხზე. ამის ნაცვლად ჩვენ წარმოგიდგენთ? დომენი, რომელიც ლაპლასის დომენის ანალოგია, მაგრამ დისკრეტული და არა უწყვეტი დროისთვის. ლაპლასის ტრანსფორმაციის მსგავსად, ფუნქციის Z ტრანსფორმაცია ყველაზე ხშირად განისაზღვრება ცხრილური Z-ტრანსფორმაციის ურთიერთობების აწყობით, ვიდრე უშუალოდ Z- ტრანსფორმაციის განმარტების (ქვემოთ ნაჩვენები) ჩანაცვლებით.

სად არის ?(?) დისკრეტული დროის ცვლადის Z-დომენის გამოხატულება ?[?], ? არის თუ არა დამოუკიდებელი ცვლადის ?, ? რადიუსი (ხშირად განიხილება როგორც 1). არის -1-ის კვადრატული ფესვი და ∅ არის რთული არგუმენტი რადიანებში ან გრადუსებში. ამ შემთხვევაში საჭიროა მხოლოდ ორი ტაბულური Z- ტრანსფორმაცია.
?[?] = ?[?] ?[? − 1] = ?[?]?−1
პროპორციული წევრის Z-ტრანსფორმა, ??, ტრივიალურია. ასევე, გთხოვთ, ერთი წუთით აღიაროთ, რომ ჩვენთვის სასარგებლოა გადაცემის ფუნქციის კონტროლის შეცდომის დადგენა, ?(?), და არა უბრალოდ ?(?).

უფრო საინტერესოა ინტეგრალური ტერმინის Z-ტრანსფორმა, ??.
გავიხსენოთ ჩვენი აშკარა ეილერის ინტეგრაციის სქემა წინა ნაწილში: ??(?) = ?? ∫ ?[?] = ?? (∫ ?[? − 1] + ℎ ?(?))
∫ ?(?) = ∫ ?(?) ?−1 + ℎ?(?)
∫ ?(?) − ∫ ?(?) ?−1 = ℎ?(?)

დაბოლოს, ჩვენ ვუყურებთ წარმოებულის მოგებას, ??: 

თითოეული ზემოაღნიშნული გადაცემის ფუნქციის შეკრებისას მივდივართ: 

ამ განტოლებით, ჩვენ შეგვიძლია რიცხოვნულად გამოვთვალოთ სიხშირის დომენის პასუხი კონტროლერისთვის და გამოვაჩინოთ იგი Bode-ის დიაგრამის სახით, როგორიცაა ქვემოთ.
PID გადაცემის ფუნქციები, Kp = 1.8, Ki = 1.0, Kd = 1E-4

გაითვალისწინეთ, როგორ უახლოვდება PI კონტროლერის მომატება მხოლოდ პროპორციულ მომატებას და მაღალ სიხშირეს და როგორ უახლოვდება PD კონტროლერის მომატება მხოლოდ პროპორციულ მომატებას დაბალ სიხშირეებზე.

PID Tuning
ზოგადად, P, I და D-ის მოგება მომხმარებელმა უნდა დაარეგულიროს სისტემის მუშაობის ოპტიმიზაციისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ არ არსებობს წესების სტატიკური ნაკრები, თუ როგორი უნდა იყოს მნიშვნელობები რომელიმე კონკრეტული სისტემისთვის, ზოგადი პროცედურების დაცვა უნდა დაგვეხმაროს წრედის მორგებაში, რომელიც შეესაბამება სისტემასა და გარემოს. ზოგადად, სწორად მორგებული PID წრე ჩვეულებრივ გადააჭარბებს SP მნიშვნელობას ოდნავ და შემდეგ სწრაფად damp მიაღწიეთ SP მნიშვნელობას და შეინარჩუნეთ სტაბილურად იმ მომენტში. PID მარყუჟს შეუძლია დაიბლოკოს დადებით ან უარყოფით ფერდობზე P, I და D მიღწევების ნიშნის შეცვლით. DSC1-ში ნიშნები ჩაკეტილია ერთად, ასე რომ, ერთის შეცვლა ყველას შეცვლის.

მომატების პარამეტრების ხელით რეგულირება არის ყველაზე მარტივი მეთოდი PID კონტროლის დასაყენებლად. თუმცა, ეს პროცედურა კეთდება აქტიურად (სისტემაზე მიმაგრებული PID კონტროლერი და ჩართულია PID მარყუჟი) და მოითხოვს გარკვეულ გამოცდილებას კარგი შედეგების მისაღწევად. თქვენი PID კონტროლერის ხელით დასაყენებლად, ჯერ დააყენეთ ინტეგრალური და წარმოებული მიღწევები ნულზე. გაზარდეთ პროპორციული მომატება მანამ, სანამ არ დააკვირდებით გამომავალში რხევას. თქვენი პროპორციული მოგება უნდა დაყენდეს ამ მნიშვნელობის დაახლოებით ნახევარზე. პროპორციული მომატების დაყენების შემდეგ, გაზარდეთ ინტეგრალური მომატება მანამ, სანამ რომელიმე ოფსეტი არ გამოსწორდება თქვენი სისტემის შესაბამისი დროის მასშტაბით.

თუ ამ მომატებას ძალიან გაზრდით, შეამჩნევთ SP მნიშვნელობის მნიშვნელოვან გადაჭარბებას და არასტაბილურობას წრეში. მას შემდეგ, რაც ინტეგრალური მოგება დაყენებულია, წარმოებულის მომატება შეიძლება გაიზარდოს. წარმოებული მოგება შეამცირებს გადაჭარბებას და დamp სისტემა სწრაფად მიაღწია დადგენილ წერტილს. თუ ზედმეტად გაზრდით წარმოებულის მომატებას, დაინახავთ დიდ გადაჭარბებას (სქემის ზედმეტად ნელი რეაგირების გამო). მომატების პარამეტრებთან თამაშით, შეგიძლიათ თქვენი PID მიკროსქემის მუშაობის ოპტიმიზაცია, რის შედეგადაც სისტემა სწრაფად რეაგირებს ცვლილებებზე და ეფექტურად დamps out რხევა მითითებული წერტილის მნიშვნელობის შესახებ.

კონტროლის ტიპი	Kp	Ki	Kd
P	0.50 კუ	–	–
PI	0.45 კუ	1.2 კპ/პუ	–
PID	0.60 კუ	2 კპ/პუ	KpPu/8

მიუხედავად იმისა, რომ ხელით დაყენება შეიძლება იყოს ძალიან ეფექტური თქვენი კონკრეტული სისტემისთვის PID წრედის დაყენებაში, ის მოითხოვს გარკვეულ გამოცდილებას და PID სქემების და პასუხის გაგებას. ზიგლერ-ნიკოლსის მეთოდი PID რეგულირებისთვის გთავაზობთ უფრო სტრუქტურირებულ სახელმძღვანელოს PID მნიშვნელობების დასაყენებლად. კიდევ ერთხელ, თქვენ გსურთ დააყენოთ ინტეგრალური და წარმოებული მომატება ნულზე. გაზარდეთ პროპორციული მომატება სანამ წრე არ დაიწყებს რხევას. ამ მომატების დონეს კუ-ს დავარქმევთ. რხევას ექნება Pu-ის პერიოდი. მოგება მოცემულია სხვადასხვა საკონტროლო სქემებისთვის, შემდეგ მოცემულია ზემოთ მოცემულ სქემაში. გაითვალისწინეთ, რომ ზიგლერ-ნიკოლსის ტუნინგის მეთოდის გამოყენებისას DSC1-ით, ცხრილიდან განსაზღვრული ინტეგრალური წევრი უნდა გამრავლდეს 2⋅10-6-ზე, რათა ნორმალიზდეს s-მდე.ampგანაკვეთი. ანალოგიურად, წარმოებული კოეფიციენტი უნდა გაიყოს 2⋅10-6-ზე, რათა ნორმალიზდეს s-ზე.ampლე კურსი.

Rampინგ
მომხმარებლებს შეიძლება ხშირად დასჭირდეთ დიდი სიგნალის ოპერაციული წერტილის ან სისტემისთვის სასარგებლო დაყენების წერტილის განსაზღვრა. ან დიდი სიგნალის ოპერაციული წერტილის (შემდგომში მოხსენიებული, როგორც DC ოფსეტი) ან ოპტიმალური სერვო დაყენების წერტილის დასადგენად, ჩვეულებრივი ტექნიკაა უბრალოდ სისტემის განმეორებით სტიმულირება წრფივად მზარდი მოცულობით.tage სიგნალი. ნიმუშს ჩვეულებრივ მოიხსენიებენ, როგორც ხერხის კბილის ტალღას, მისი მსგავსების გამო ხერხის კბილებთან.

პიკის დაბლოკვის რეჟიმი
პიკის დაბლოკვის რეჟიმი ახორციელებს თხრილის ჩაკეტვის ალგორითმს, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ექსტრემის ძიების კონტროლერი. მუშაობის ამ რეჟიმში, საკონტროლო მნიშვნელობა ზედმეტად ედება სინუს ტალღის გამომავალს. გაზომილი შეყვანის მოცულობაtage პირველად არის ციფრული მაღალი გამშვები გაფილტრული (HPF) ნებისმიერი DC ოფსეტის მოსაშორებლად. შემდეგ AC დაწყვილებული სიგნალი დემოდულირებულია თითოეული გაზომილი მოცულობის გამრავლებითtage გამავალი სინუს ტალღის მოდულაციის მნიშვნელობით. ეს გამრავლების ოპერაცია ქმნის დემოდულირებულ სიგნალს ორი ძირითადი კომპონენტით: სინუსური ტალღა ორი სიხშირის ჯამზე და სიგნალი ორი სიხშირის განსხვავებაზე.

მეორე ციფრული ფილტრი, ამჯერად დაბალი გამტარი ფილტრი (LPF), ასუსტებს ორი სიხშირის სიგნალს და გადასცემს დაბალი სიხშირის განსხვავებას ორი სიხშირის სიგნალს. სიგნალის შინაარსი იმავე სიხშირით, როგორც მოდულაცია, ჩნდება როგორც DC სიგნალი დემოდულაციის შემდეგ. პიკის დაბლოკვის ალგორითმის ბოლო ნაბიჯი არის LPF სიგნალის ინტეგრირება. ინტეგრატორის გამომავალი, გამავალ მოდულაციასთან ერთად, ამოძრავებს გამომავალ მოცულობასtagე. ინტეგრატორში დაბალი სიხშირის დემოდულირებული სიგნალის ენერგიის დაგროვება უბიძგებს ოფსეტური კონტროლის მოცულობასtagგამომავალი e უფრო და უფრო მაღლა დგას, სანამ LPF გამომავალი ნიშანი არ შეიცვლება და ინტეგრატორის გამომავალი არ დაიწყებს კლებას. როგორც საკონტროლო მნიშვნელობა უახლოვდება სისტემის პასუხის პიკს, მოდულაციის შედეგი შეყვანის სიგნალზე სერვოკონტროლერზე უფრო და უფრო მცირე ხდება, რადგან სინუსოიდური ტალღის ფორმის დახრილობა მის პიკზე ნულის ტოლია. ეს თავის მხრივ ნიშნავს, რომ დაბალი გამშვები გაფილტრული, დემოდულირებული სიგნალიდან არის უფრო დაბალი გამომავალი მნიშვნელობა და, შესაბამისად, ნაკლებია ინტეგრატორში დაგროვება.

სურათი 12 მწვერვალის ჩაკეტვის კონტროლერის ბლოკ-სქემა. პიკზე პასუხისმგებელი ქარხნიდან შემავალი სიგნალი ციფრულია, შემდეგ კი მაღალგამტარი გაფილტრულია. HPF გამომავალი სიგნალი დემოდულირებულია ციფრული ადგილობრივი ოსცილატორით. დემოდულატორის გამომავალი არის დაბალგავლილი გაფილტრული და შემდეგ ინტეგრირებული. ინტეგრატორის გამომავალი ემატება მოდულაციის სიგნალს და გამომავალი პიკზე რეაგირების ქარხანაში. მწვერვალის ჩაკეტვა კარგი კონტროლის ალგორითმია ასარჩევად, როდესაც სისტემას, რომლის გაკონტროლებაც სურს, არ აქვს მონოტონური პასუხი ოპტიმალური საკონტროლო წერტილის გარშემო. მაგampამ ტიპის სისტემები არის ოპტიკური მედია რეზონანსული ტალღის სიგრძით, როგორიცაა ორთქლის უჯრედი, ან RF ზოლის უარყოფის ფილტრი (notch filter). პიკის ჩაკეტვის კონტროლის სქემის ცენტრალური მახასიათებელია ალგორითმის ტენდენცია, რომ სისტემა წარმართოს შეცდომის სიგნალის ნულოვანი გადაკვეთისკენ, რომელიც ემთხვევა გაზომილი სიგნალის პიკს, თითქოს შეცდომის სიგნალი იყოს გაზომილი სიგნალის წარმოებული. გაითვალისწინეთ, რომ პიკი შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი. DSC1-ის პიკური ჩაკეტვის რეჟიმის მუშაობის დასაწყებად, შეგიძლიათ მიჰყვეთ ამ პროცედურას.

1. დარწმუნდით, რომ არის სიგნალის მწვერვალი (ან ხეობა), რომელზეც ჩაკეტავთ, არის საკონტროლო ხმის ფარგლებშიtagაქტივატორის დიაპაზონი, და რომ პიკის პოზიცია დროთა განმავლობაში შედარებით სტაბილურია. სასარგებლოა R-ის გამოყენებაAMP რეჟიმი სიგნალის ვიზუალიზაციისთვის კონტროლის მოცულობაზეtagინტერესთა დიაპაზონი.
2. გაითვალისწინეთ კონტროლის ტომიtagმწვერვალის (ან ხეობის) პოზიცია.
3. შეაფასეთ, რამდენად ფართოა მწვერვალი (ან ხეობა) საკონტროლო ტtagე მწვერვალის სიმაღლის ნახევარზე. ამ სიგანეს, ვოლტებში, ჩვეულებრივ მოიხსენიებენ, როგორც სრული სიგანის ნახევარმაქს ან FWHM. კარგი შედეგისთვის ის უნდა იყოს მინიმუმ 0.1 ვ სიგანე.
4. დააყენეთ მოდულაცია ampლიტუდა (A) FWHM ტომის 1%-დან 10%-მდეtage.
5. დააყენეთ ოფსეტური ტომიtagრაც შეიძლება ახლოს იმ მწვერვალთან (ან ხეობასთან), რომელზეც გსურთ ჩაკეტვა.
6. დააყენეთ მოდულაციის სიხშირე სასურველ სიხშირეზე. სენსორულ ეკრანზე მასზე გავლენას ახდენს M, მოდულაციის სიხშირის პარამეტრი. მოდულაციის სიხშირე არის 100 Hz-ჯერ M. საუკეთესო მოდულაციის სიხშირის შერჩევა დამოკიდებულია აპლიკაციაზე. Thorlabs რეკომენდაციას უწევს მნიშვნელობებს დაახლოებით 1 kHz მექანიკური ამძრავებისთვის. უფრო მაღალი სიხშირეები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტრო-ოპტიკური აქტივატორებისთვის.
7. დააყენეთ პიკური დაბლოკვის ინტეგრალური კოეფიციენტი (K) 0.1-ჯერ A. K შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი. ზოგადად, დადებითი K იკეტება შეყვანის სიგნალის პიკზე, ხოლო უარყოფითი K იკეტება შეყვანის სიგნალის ხეობაში. თუმცა, თუ ჩაკეტილ აქტივატორს ან სისტემას აქვს 90 გრადუსზე მეტი ფაზის შეფერხება დახრილობის სიხშირეზე, K-ის ნიშანი გადატრიალდება და დადებითი K ჩაიკეტება ხეობაში, ხოლო უარყოფითი K დაიბლოკება პიკამდე.
8. დააჭირეთ Run და შეამოწმეთ, რომ კონტროლი voltage გამომავალი იცვლება ორიგინალური ოფსეტის (O) მნიშვნელობიდან და არ გადადის უკიდურესობამდე. ალტერნატიულად, აკონტროლეთ პროცესის ცვლადი ოსცილოსკოპის გამოყენებით, რათა დაადასტუროთ, რომ DSC1 იკეტება სასურველ მწვერვალზე ან ხეობაში.

სურათი 13 მაგampლე მონაცემები რampგამომავალი ოფსეტური მოცtage უწყვეტი სინუსური ტალღით, დაწესებული პიკზე რეაგირების ქარხანაზე. გაითვალისწინეთ, რომ შეცდომის სიგნალი ნულოვანი გადაკვეთა ემთხვევა მცენარეთა პასუხის სიგნალის პიკს.

მოვლა და დასუფთავება
რეგულარულად გაასუფთავეთ და შეინახეთ DSC1 ოპტიმალური მუშაობისთვის. DSC1 არ საჭიროებს რეგულარულ მოვლას. თუ მოწყობილობაზე სენსორული ეკრანი დაბინძურდება, Thorlabs რეკომენდაციას უწევს სენსორული ეკრანის ნაზად გაწმენდას რბილი, უბინაო ქსოვილით, გაჯერებული იზოპროპილის სპირტით.

პრობლემების მოგვარება და შეკეთება

თუ პრობლემები წარმოიქმნება, მიმართეთ პრობლემების მოგვარების განყოფილებას საერთო პრობლემების გადაჭრის ინსტრუქციისთვის. ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი აღწერს DSC1-ისა და Thorlabs-ის რეკომენდირებული საშუალებების ტიპურ პრობლემებს.

საკითხი	ახსნა	წამალია
მოწყობილობა არ ჩაირთვება USB Type-C-ის დენში ჩართვისას.	მოწყობილობას ესაჭიროება 750 mA დენი 5 ვ ძაბვის წყაროდან, 3.75 ვტ. ეს შეიძლება აღემატებოდეს ლეპტოპებსა და კომპიუტერებზე USB-A კონექტორის კვების შესაძლებლობებს.	გამოიყენეთ Thorlabs DS5 ან CPS1 კვების წყაროები. ალტერნატიულად, გამოიყენეთ USB Type-C კვების წყარო, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება ტელეფონის ან ლეპტოპის დასატენად, რომელსაც აქვს მინიმუმ 750 mA გამომავალი 5 ვ.
მოწყობილობა არ ირთვება, როდესაც მონაცემთა პორტი ჩართულია კომპიუტერში.	DSC1 ენერგიას იღებს მხოლოდ USB Type-C დენის კონექტორიდან. USB Type Mini-B კონექტორი არის მხოლოდ მონაცემები.	შეაერთეთ USB Type-C პორტი ელექტრომომარაგებაზე, რომლის გამომავალია მინიმუმ 750 mA 5 ვ-ზე, როგორიცაა Thorlabs DS5 ან CPS1.

განკარგვა
დაიცავით განადგურების სათანადო მითითებები DSC1-ის პენსიაზე გაყვანისას.
Thorlabs ამოწმებს ჩვენს შესაბამისობას ევროპის თანამეგობრობის WEEE (ნარჩენი ელექტრო და ელექტრონული აღჭურვილობის) დირექტივასთან და შესაბამის ეროვნულ კანონებთან. შესაბამისად, EC-ის ყველა საბოლოო მომხმარებელს შეუძლია დაუბრუნოს Thorlabs-ს 13 წლის 2005 აგვისტოს შემდეგ გაყიდული დანართი I კატეგორიის „სასრულო ვადა“, უტილიზაციის საფასურის გარეშე. შესაბამისი ერთეულები მონიშნულია გადახაზული „wheelie bin“ ლოგოთი (იხ. მარჯვნივ), გაიყიდა და ამჟამად ეკუთვნის კომპანიას ან ინსტიტუტს EC-ში და არ არის დაშლილი ან დაბინძურებული. დაუკავშირდით Thorlabs-ს დამატებითი ინფორმაციისთვის. ნარჩენების მკურნალობა თქვენი პასუხისმგებლობაა. „სიცოცხლის დასასრულის“ ერთეულები უნდა დაბრუნდეს Thorlabs-ში ან გადაეცეს კომპანიას, რომელიც სპეციალიზირებულია ნარჩენების აღდგენაში. არ გადააგდოთ მოწყობილობა ნაგვის ურნაში ან საჯარო ნარჩენების განთავსების ადგილზე. მომხმარებლის პასუხისმგებლობაა, წაშალოს მოწყობილობაზე შენახული ყველა პირადი მონაცემი განკარგვამდე.

FAQ:

Q: რა უნდა გავაკეთო, თუ DSC1 არ ჩართულია?
A: შეამოწმეთ კვების წყაროს კავშირი და დარწმუნდით, რომ იგი აკმაყოფილებს მითითებულ მოთხოვნებს. თუ პრობლემა შენარჩუნებულია, დაუკავშირდით მომხმარებელთა მხარდაჭერას დახმარებისთვის.

უსაფრთხოება

შენიშვნა
ეს ინსტრუმენტი უნდა იყოს დაცული იმ გარემოსგან, სადაც შესაძლებელია სითხის დაღვრა ან კონდენსირებადი ტენიანობა. ეს არ არის წყალგამძლე. ინსტრუმენტის დაზიანების თავიდან ასაცილებლად, არ დაუშვათ იგი სპრეის, სითხეების ან გამხსნელების ქვეშ.

ინსტალაცია

საგარანტიო ინფორმაცია
ეს ზუსტი მოწყობილობა ემსახურება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ დაბრუნდება და სათანადოდ არის შეფუთული სრულ ორიგინალურ შეფუთვაში, სრული ტვირთის ჩათვლით, ასევე მუყაოს ჩანართი, რომელიც ინახავს თანდართულ მოწყობილობებს. საჭიროების შემთხვევაში, მოითხოვეთ შეფუთვის შეცვლა. მიმართეთ მომსახურება კვალიფიციურ პერსონალს.

მოყვება კომპონენტები

DSC1 კომპაქტური ციფრული სერვო კონტროლერი მიწოდებულია შემდეგი კომპონენტებით:

• DSC1 ციფრული სერვო კონტროლერი
• სწრაფი დაწყების ბარათი
• USB-AB-72 USB 2.0 Type-A to Mini-B მონაცემთა კაბელი, 72″ (1.83 მ) სიგრძე
• USB Type-A to USB Type-C დენის კაბელი, 1 მ (39″) სიგრძით
• PAA248 SMB to BNC კოაქსიალური კაბელი, 48" (1.22 მ) სიგრძე (რაოდენობა 2)

ინსტალაცია და დაყენება

საფუძვლები 
მომხმარებლებს შეუძლიათ მოწყობილობის კონფიგურაცია კომპიუტერთან USB ინტერფეისის ან ინტეგრირებული სენსორული ეკრანის მეშვეობით. ნებისმიერ შემთხვევაში, ელექტროენერგიის მიწოდება უნდა მოხდეს 5V USB-C კავშირის საშუალებით. დესკტოპის GUI-ს გამოყენებისას, სერვო კონტროლერი უნდა იყოს დაკავშირებული USB 2.0 კაბელით (მოყვება) მოწყობილობის მონაცემთა პორტიდან კომპიუტერთან დაყენებული ციფრული სერვო კონტროლერის პროგრამული უზრუნველყოფით.

Ground Loops და DSC1
DSC1 მოიცავს შიდა სქემებს, რათა შეზღუდოს მიწის მარყუჟების წარმოქმნის ალბათობა. Thorlabs გვთავაზობს გამოიყენოთ ან ტრანსფორმატორით იზოლირებული DS5 რეგულირებადი კვების წყარო ან CPS1 გარე ბატარეის პაკეტი. DS5 ან CPS1 დენის წყაროებით, სიგნალის დამიწება DSC1-ში ცურავს კედლის განყოფილების მიწასთან მიმართებაში. მოწყობილობასთან ერთადერთი კავშირები, რომლებიც საერთოა ამ სიგნალის დასამიწებლად, არის USB-C დენის კონექტორის სიგნალის დამიწების პინი და გამომავალი SMB კოაქსიალურ კაბელზე დაბრუნების გარე გზა. USB მონაცემთა კავშირი იზოლირებულია. შეყვანის სიგნალს აქვს მიწის მარყუჟის შესვენების რეზისტორი სიგნალის დაბრუნების გზასა და სიგნალის დასაბუთებულ ინსტრუმენტს შორის, რომელიც, როგორც წესი, ხელს უშლის მიწის მარყუჟის ჩარევას. მნიშვნელოვანია, რომ არ არსებობს ორი პირდაპირი ბილიკი მოწყობილობის სიგნალის დამიწებამდე, რაც მინიმუმამდე ამცირებს მიწის მარყუჟების წარმოქმნას.

მიწის მარყუჟის ჩარევის რისკის შემდგომი შესამცირებლად, Thorlabs გთავაზობთ შემდეგ საუკეთესო პრაქტიკებს: 

• მოკლედ შეინახეთ დენის და სიგნალის ყველა კაბელი მოწყობილობასთან.
• გამოიყენეთ ბატარეა (CPS1) ან ტრანსფორმატორი იზოლირებული (DS5) კვების წყარო DSC1-თან ერთად. ეს უზრუნველყოფს მცურავი მოწყობილობის სიგნალის მიწას.
• არ დააკავშიროთ სხვა ინსტრუმენტების სიგნალის დაბრუნების გზები ერთმანეთთან.
  • საერთო ყოფილიample არის ტიპიური სკოპის ოსცილოსკოპი; ყველაზე ხშირად BNC შეყვანის კავშირების გარე ჭურვები პირდაპირ არის დაკავშირებული მიწასთან. ექსპერიმენტში ერთსა და იმავე დამიწების კვანძთან დაკავშირებულმა რამდენიმე დამიწებამ შეიძლება გამოიწვიოს დამიწების მარყუჟი.

მიუხედავად იმისა, რომ DSC1 ნაკლებად სავარაუდოა, რომ თავისთავად გამოიწვიოს დამიწის მარყუჟი, მომხმარებლის ლაბორატორიის სხვა ინსტრუმენტებს შეიძლება არ ჰქონდეს მიწის მარყუჟის იზოლაცია და, შესაბამისად, შეიძლება იყოს მიწის მარყუჟების წყარო.

DSC1-ის ჩართვა
DSC1 ციფრული სერვო კონტროლერი საჭიროებს 5 ვ ძაბვას USB-C-დან 0.75 ა-მდე პიკური დენით და 0.55 ა-მდე ტიპიური მუშაობისას. Thorlabs გთავაზობთ ორ თავსებადი კვების წყაროს: CPS1 და DS5. აპლიკაციებში, სადაც ხმაურის მგრძნობელობა ნაკლებად შეზღუდულია ან სადაც საჭიროა 8 საათზე მეტი მუშაობის დრო, რეკომენდებულია DS5 რეგულირებადი ელექტრომომარაგება. CPS1 ბატარეის კვების წყარო რეკომენდირებულია, როდესაც სასურველია ხმაურის ოპტიმალური შესრულება. CPS1 სრულად დატენილი და კარგ ჯანმრთელობაში, DSC1-ს შეუძლია 8 საათის ან მეტი დროის განმავლობაში მუშაობა გადატენვის გარეშე.

Thorlabs მსოფლიო კონტაქტები

დამატებითი დახმარებისთვის ან შეკითხვებისთვის მიმართეთ Thorlabs-ის მსოფლიო კონტაქტებს. ტექნიკური მხარდაჭერისთვის ან გაყიდვების შეკითხვებისთვის, გთხოვთ, გვეწვიოთ მისამართზე www.thorlabs.com/contact ჩვენი ყველაზე განახლებული საკონტაქტო ინფორმაციისთვის.

Კორპორაციის შტაბბინა
Thorlabs, Inc.
43 სპარტის გამზ
ნიუტონი, ნიუ ჯერსი 07860
შეერთებული შტატები
sales@thorlabs.com
techsupport@thorlabs.com

ევროკავშირის იმპორტიორი
Thorlabs GmbH
Münchner Weg 1
D-85232 ბერგკირხენი
გერმანია
sales.de@thorlabs.com
europe@thorlabs.com

პროდუქტის მწარმოებელი
Thorlabs, Inc.
43 სპარტის გამზ
ნიუტონი, ნიუ ჯერსი 07860 შეერთებული შტატები
sales@thorlabs.com
techsupport@thorlabs.com

დიდი ბრიტანეთის იმპორტიორი
შპს Thorlabs.
204 Lancaster Way Business Park
Ely CB6 3NX
გაერთიანებული სამეფო
sales.uk@thorlabs.com
techsupport.uk@thorlabs.com
www.thorlabs.com

დოკუმენტები / რესურსები

THORLABS DSC1 კომპაქტური ციფრული სერვო კონტროლერი [pdf] მომხმარებლის სახელმძღვანელო DSC1, DSC1 კომპაქტური ციფრული სერვო კონტროლერი, DSC1, კომპაქტური ციფრული სერვო კონტროლერი, ციფრული სერვოკონტროლერი, სერვოკონტროლერი, კონტროლერი

ცნობები

• მომხმარებლის სახელმძღვანელო