คู่มือผู้ใช้ตัวควบคุม Moku PID

ตัวควบคุม Moku PID (Proportional-Integral-Derivative) ประกอบด้วยตัวควบคุมป้อนกลับแบบเรียลไทม์ที่กำหนดค่าได้ พร้อมแบนด์วิดท์วงปิดที่มากกว่า 100 kHz ซึ่งทำให้ตัวควบคุมแต่ละตัวสามารถใช้งานกับแอปพลิเคชันที่ต้องการแบนด์วิดท์ป้อนกลับทั้งต่ำและสูง เช่น การปรับอุณหภูมิและความถี่เลเซอร์ให้คงที่ ตัวควบคุม PID ยังมาพร้อมกับออสซิลโลสโคปและ Data Logger ในตัว เพื่อสังเกตพฤติกรรมของตัวควบคุมทั้งในระยะสั้นและระยะยาว ด้านล่างนี้เป็นแนวทางเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมพื้นฐานของเครื่องมือ และยังมีตัวอย่างทั่วไปอีกด้วยample ในคู่มือเริ่มต้นใช้งานฉบับย่อและตัวอย่างเชิงลึกจำนวนเล็กน้อยampเพื่อแสดงวิธีการใช้งานตัวควบคุม PID ของ Moku ที่หลากหลาย คู่มือผู้ใช้เหล่านี้ได้รับการปรับแต่งให้เหมาะกับอินเทอร์เฟซกราฟิกที่มีใน macOS, Windows, iPadOS และ visionOS หากคุณต้องการทำให้แอปพลิเคชันของคุณเป็นระบบอัตโนมัติ คุณสามารถใช้ Moku API ซึ่งใช้ได้กับ Python, MATLAB, LabVIEWและอื่นๆ อีกมากมาย โปรดดูข้อมูลอ้างอิง API เพื่อเริ่มต้นใช้งาน มีความช่วยเหลือที่ขับเคลื่อนด้วย AI เพื่อช่วยสนับสนุนเวิร์กโฟลว์ทั้งสอง ความช่วยเหลือด้าน AI ถูกสร้างขึ้นในแอปพลิเคชัน Moku และให้คำตอบที่รวดเร็วและชาญฉลาดสำหรับคำถามของคุณ ไม่ว่าคุณจะกำลังกำหนดค่าเครื่องมือหรือแก้ไขปัญหาการตั้งค่า ความช่วยเหลือนี้ดึงข้อมูลจากคู่มือ Moku, ฐานความรู้ Liquid Instruments และอื่นๆ คุณจึงสามารถข้ามขั้นตอนการวิเคราะห์ข้อมูลและเข้าถึงโซลูชันได้โดยตรง

เข้าถึงความช่วยเหลือ AI จากเมนูหลัก

รูปที่ 1 อินเทอร์เฟซผู้ใช้ตัวควบคุม PID แสดงแผนผังบล็อกเครื่องมือ (ด้านบน) แผงออสซิลโลสโคปแบบฝัง (ด้านล่าง) และแผงการตั้งค่าออสซิลโลสโคป (ขวาล่าง)

หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อมูลจำเพาะของอุปกรณ์ Moku แต่ละตัว โปรดดูเอกสารผลิตภัณฑ์ของเรา ซึ่งคุณจะพบข้อมูลจำเพาะและแผ่นข้อมูลของตัวควบคุม PID ได้

คู่มือเริ่มต้นอย่างรวดเร็ว

ต่อไปนี้ เราจะอธิบายวิธีการตั้งค่า Moku PID Controller และเน้นกรณีการใช้งานทั่วไปของเครื่องมือ ในตัวอย่างนี้ampดังนั้น เรานำตัวควบคุม PID เข้าไว้ในระบบป้อนกลับ สัญญาณที่วัดได้จะถูกส่งเป็นอินพุต 1 โดยมีสัญญาณอ้างอิงเป็นอินพุต 2 เอาต์พุตจะถูกส่งไปยังแอคชูเอเตอร์ในระบบป้อนกลับจากเอาต์พุต 1 ในกรณีนี้ ตัวควบคุม PID จะถูกใช้เป็นตัวควบคุมแบบสัดส่วน-อินทิกรัล (PI) อย่างง่าย โดยไม่มีอนุพันธ์

ขั้นตอนที่ 1: กำหนดค่าการตั้งค่าส่วนหน้าแบบอนาล็อกสำหรับอินพุตสัญญาณ
ตั้งค่าฟรอนท์เอนด์แบบอะนาล็อกสำหรับอินพุต ในกรณีนี้ ทั้งอินพุต 1 และอินพุต 2 จะมีอิมพีแดนซ์อินพุต 50 Ω ค่าการลดทอน 0 dB และใช้การเชื่อมต่อ DC
ขั้นตอนที่ 2: กำหนดค่าเมทริกซ์ควบคุม
ในอดีตที่ผ่านมาample เมทริกซ์ถูกเลือกให้เป็น [1,-1;0,0] ซึ่งบ่งชี้ว่าเมทริกซ์จะรับค่าความแตกต่างระหว่างอินพุตทั้งสอง คือ สัญญาณที่ตรวจจับได้และสัญญาณอ้างอิง แล้วส่งต่อไปยังตัวควบคุม
ขั้นตอนที่ 3: กำหนดค่าออฟเซ็ตอินพุต/เอาต์พุต
ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าวงจรควบคุม บางครั้งอาจต้องการเพิ่มค่าออฟเซ็ต DC ในการคำนวณสัญญาณข้อผิดพลาด ตัวอย่างเช่นampหากสัญญาณผิดพลาดที่อินพุต 1 มีออฟเซ็ต DC เท่ากับ 10 mV การตั้งค่าออฟเซ็ตอินพุตเป็น -10 mV จะช่วยชดเชยค่านี้ได้ การปรับค่าที่คล้ายกันนี้สามารถทำได้โดยการเพิ่มออฟเซ็ตเอาต์พุตหลังบล็อกตัวควบคุม
ขั้นตอนที่ 4: กำหนดค่าปริมาตรtagอีลิมิต
นอกจากออฟเซ็ตแล้ว ผู้ใช้ยังสามารถใส่ vol ได้ด้วยtagขีดจำกัดบนพอร์ตเอาต์พุตแต่ละพอร์ต ขีดจำกัดเหล่านี้ช่วยให้แน่ใจว่ามีปริมาณที่มากเกินไปtages จะไม่ถูกนำไปใช้กับส่วนประกอบใดๆ ในระบบควบคุม สำหรับตัวอย่างนี้ampโดยที่ออฟเซ็ตจะถูกตั้งเป็น 0 โดยไม่มีขีดจำกัดบนพอร์ตเอาต์พุต
ขั้นตอนที่ 5: กำหนดค่าตัวควบคุม PID
ตอนนี้กำหนดค่าการตอบสนองโดยเลือกบล็อก PID การทำเช่นนี้จะเปิดหน้าต่างแบบอินเทอร์แอคทีฟที่แสดงการตอบสนอง PID เป็นฟังก์ชันของความถี่ พฤติกรรมของตัวควบคุม PID สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปิด/ปิดเงื่อนไขต่างๆ และใส่ค่าเกนสำหรับแต่ละเงื่อนไข ทำได้โดยการลากเครื่องหมายบนกราฟแบบอินเทอร์แอคทีฟและเปลี่ยนแปลงตามต้องการ สำหรับตัวอย่างนี้ample อนุพันธ์และอินทิเกรเตอร์คู่จะถูกปิดใช้งาน โดยมีเพียงอินทิเกรเตอร์และค่าเกนตามสัดส่วนเท่านั้นที่ทำงานอยู่ ค่าเกนตามสัดส่วนอยู่ที่ 0 เดซิเบล และความถี่ครอสโอเวอร์ของอินทิเกรเตอร์อยู่ที่ 1 kHz
บันทึก: ขั้นตอนนี้สามารถทำซ้ำได้หลายครั้งเพื่อเปลี่ยนพฤติกรรมของตัวควบคุม PID ตามต้องการ
ขั้นตอนที่ 6: สังเกตสัญญาณบนออสซิลโลสโคป
หลังจากตั้งค่าตัวควบคุม PID แล้ว สามารถใช้จุดโพรบเพื่อสังเกตสัญญาณได้ เปิดใช้งานจุดโพรบที่อยู่หน้าตัวควบคุมและที่เอาต์พุตของตัวควบคุม การคลิกที่จุดโพรบเหล่านี้จะเปิดเมนูออสซิลโลสโคปในตัวและแสดงสัญญาณ ณ จุดนั้นในสายโซ่ โปรดดูคู่มือออสซิลโลสโคปสำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้งาน
ขั้นตอนที่ 7: เปิดใช้งานเอาท์พุต
เมื่อตั้งค่าออสซิลโลสโคปให้สังเกตสัญญาณแล้ว ก็สามารถเปิดใช้งานเอาต์พุตได้ คลิกที่ไอคอนเอาต์พุตเพื่อเลือกระหว่าง ปิด, เกน 0 dB และ เกน 14 dB สำหรับตัวอย่างนี้ampโดยเลือก 0 dB เป็นช่วงที่เล็กที่สุด

รูปที่ 3 การใช้เครื่องออสซิลโลสโคปแบบฝังเพื่อตรวจสอบสัญญาณก่อนและหลังตัวควบคุม

ขั้นตอนที่ 8: การอัปเดตตัวควบคุม PID
เมื่อเปิดใช้งานเอาต์พุต ระบบป้อนกลับจะปิดลง ออสซิลโลสโคปแบบฝังตัวมีประโยชน์ในการสังเกตข้อผิดพลาดและสัญญาณควบคุม การใช้จุดตรวจสอบเหล่านี้เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลง ตัวควบคุม PID สามารถปรับแต่งเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของลูปหรือลดสัญญาณรบกวนให้สูงสุด
บันทึก: เครื่องมือ Moku อื่นๆ เช่น Phasemeter และ Time & Frequency Analyzer สามารถเสนอหน่วยวัดเพิ่มเติมเพื่อช่วยวัดประสิทธิภาพได้

รูปที่ 4 การปรับค่าเกนของตัวควบคุม PID โดยการสังเกตสัญญาณบนออสซิลโลสโคป

หลักการทำงาน

เครื่องมือควบคุม PID ของ Moku มอบอินเทอร์เฟซที่ใช้งานง่ายสำหรับการปรับจูนค่าเกนแบบสัดส่วน อินทิกรัล และอนุพันธ์ในลูปป้อนกลับ PID นี้ดำเนินการโดยการต่อตัวควบคุม PID สองตัวเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ผลลัพธ์สุดท้าย สถาปัตยกรรมนี้ช่วยให้สามารถใช้งานฟีเจอร์ต่างๆ เช่น อินทิเกรเตอร์คู่ หรือการตอบสนองความถี่แบบหลายส่วนในโหมดขั้นสูง โครงสร้างการควบคุมพื้นฐานแสดงไว้ในแผนภาพบล็อกด้านล่าง

รูปที่ 5 แผนผังแบบบล็อกของตัวควบคุม Moku PID

ทั้ง PIDA และ PIDB มีโครงสร้างที่เหมือนกัน พฤติกรรมของตัวควบคุม PID สามารถสรุปได้ด้วยนิพจน์โดเมนเวลาดังนี้

ct = Kpe t + KI∫ et dt + KD dx t

การใช้การแปลงลาปลาซสามารถแปลงเป็นโดเมนความถี่ได้ดังนี้

C s = KPE s + KIE ss + KDE ss

ตัวควบคุม PID มักใช้ในระบบป้อนกลับเนื่องจากใช้งานและนำไปใช้งานได้ง่าย ในทางแนวคิด แต่ละเส้นทางมีส่วนช่วยในการแก้ไขข้อผิดพลาดที่วัดได้ระหว่างสัญญาณอินพุตและสัญญาณอ้างอิง เทอมสัดส่วนจะใช้การแก้ไขโดยอิงจากข้อผิดพลาดปัจจุบัน แต่ไม่สามารถขจัดข้อผิดพลาดสถานะคงที่ได้ เทอมอินทิกรัลจะจัดการกับปัญหานี้โดยการสะสมสัญญาณข้อผิดพลาดเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งช่วยรักษาเสถียรภาพโดยผลักดันข้อผิดพลาดสถานะคงที่ให้เข้าใกล้ศูนย์ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพให้ดียิ่งขึ้น เทอมอนุพันธ์จะตอบสนองต่ออัตราการเปลี่ยนแปลงของข้อผิดพลาด ซึ่งampความผันผวนอย่างรวดเร็วที่เงื่อนไขสัดส่วนและอินทิกรัลอาจเกิดขึ้น amplify ในทางปฏิบัติ การกำหนดค่า PI ถูกใช้อย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีค่าความผิดพลาดในสภาวะคงตัวต่ำและง่ายต่อการนำไปใช้งาน ตัวควบคุม Moku PID ยังให้ความสามารถในการตั้งค่าความอิ่มตัวของอินทิเกรเตอร์และอนุพันธ์ ระดับความอิ่มตัวเหล่านี้ช่วยให้ระบบมีค่าเกนจำกัดที่ความถี่ต่ำมากและสูงมาก การจำกัดค่าเกนของอินทิเกรเตอร์ที่ความถี่ต่ำช่วยป้องกันการสะสมสัญญาณรบกวนในระยะยาว ซึ่งอาจทำให้ระบบทำงานเกินขีดจำกัดtage limits ในทำนองเดียวกัน การตั้งค่าขีดจำกัดความอิ่มตัวสามารถหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนความถี่สูงในดิฟเฟอเรนเชียลเอเตอร์ที่มีเกนไม่สิ้นสุด ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน แม้ว่าการตั้งค่าขีดจำกัดความอิ่มตัวจะช่วยปรับปรุงเสถียรภาพและช่วยในการปรับแต่ง แต่การตั้งค่าที่ต่ำเกินไปอาจจำกัดความสามารถของตัวควบคุมในการแก้ไขข้อผิดพลาด ซึ่งนำไปสู่ประสิทธิภาพการทำงานในสภาวะคงตัวที่ไม่ดี โปรดดูชุดแอปพลิเคชันหกส่วนเพื่อทำความเข้าใจระบบป้อนกลับและตัวควบคุม PID ให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น

ส่วนหนึ่ง 1: การควบคุมโดเมนความถี่: การกำหนดฟังก์ชันการถ่ายโอน
ส่วนหนึ่ง 2: การควบคุมป้อนกลับ: การสร้างวงจรควบคุมป้อนกลับ
ส่วนหนึ่ง 3: เสถียรภาพและความล่าช้า: การประเมินเสถียรภาพในวงจรควบคุมป้อนกลับ
ส่วนหนึ่ง 4: การสร้างลูป: การปรับโดเมนความถี่
ส่วนหนึ่ง 5: ทำความเข้าใจความอิ่มตัวของตัวกระตุ้นในระบบควบคุม
ส่วนหนึ่ง 6: ตัวควบคุม PID: โมเดลและแอปพลิเคชันโดเมนความถี่

การใช้เครื่องมือ

สัญญาณอินพุต
คุณสามารถกำหนดค่าการตั้งค่าส่วนหน้าแบบอะนาล็อกสำหรับช่องอินพุตแต่ละช่องของตัวควบคุม PID ได้ทีละรายการ คลิกที่ไอคอนเพื่อกำหนดค่าการตั้งค่าอินพุตสำหรับสัญญาณอินพุต

รูปที่ 6 การกำหนดค่าอินพุตแอนะล็อกบนตัวควบคุม PID

เลือกการเชื่อมต่ออินพุตระหว่าง AC และ DC
เลือกค่าอิมพีแดนซ์อินพุตระหว่าง 50 Ω และ 1 MΩ (ขึ้นอยู่กับฮาร์ดแวร์)
เลือกความสนใจอินพุต

เมทริกซ์ควบคุม

เมทริกซ์ควบคุมจะรวม ปรับสเกล และกระจายสัญญาณอินพุตใหม่ไปยังตัวควบคุม PID อิสระสองตัว เวกเตอร์เอาต์พุตคือผลคูณของเมทริกซ์ควบคุมคูณด้วยเวกเตอร์อินพุต

รูปที่ 7 เมทริกซ์ควบคุมในแผนผังบล็อกและแผนผังเส้นทาง

โดยที่ Path1 = a × In1 + b × In2 และ Path2 = c × In1 + d × In2

ค่าของแต่ละองค์ประกอบในเมทริกซ์ควบคุมสามารถตั้งค่าได้ระหว่าง -20 ถึง +20 สามารถเพิ่มค่าเกนได้ 0.1 เมื่อค่าสัมบูรณ์น้อยกว่า 10 และ 1 เมื่อค่าสัมบูรณ์อยู่ระหว่าง 10 ถึง 20 ดังนั้น เมทริกซ์ t, he จึงสามารถใช้ในการบวกหรือลบสัญญาณอินพุตสองสัญญาณ เพื่อใช้อินพุตแบบดิฟเฟอเรนเชียลหรือโหมดร่วมสำหรับตัวควบคุม PID แทน

ตัวควบคุม PID
แต่ละช่องสัญญาณมีตัวควบคุม PID อิสระ ซึ่งอยู่หลังเมทริกซ์ควบคุมที่รวมอินพุตจากสองช่องสัญญาณ การกำหนดค่านี้ช่วยให้สามารถควบคุมเส้นทางป้อนกลับของแต่ละช่องสัญญาณได้อย่างแม่นยำหลังจากการผสมสัญญาณ หากมีมากกว่าสองช่องสัญญาณ คุณสามารถเข้าถึงช่องสัญญาณอื่นๆ ได้โดยคลิกลูกศรที่ด้านบน เมทริกซ์ควบคุมแต่ละตัวจะป้อนบล็อก PID สองบล็อก ซึ่งแต่ละบล็อกจะเชื่อมต่อกับเอาต์พุตใน tu เส้นทางสัญญาณจะแสดงเป็นแผนภาพบล็อกในเครื่องมือ PID ในการกำหนดค่าค่าเกน PID สามารถเลือกบล็อก PID แล้วใช้งานได้ทั้งในโหมดพื้นฐานและขั้นสูง

รูปที่ 8 การเข้าถึง PID หลายรายการบน Moku: Pro

โหมดพื้นฐาน

โหมดพื้นฐานของตัวควบคุม PID เป็นวิธีง่ายๆ ในการเปลี่ยนค่ากำไร PID

รูปที่ 9 อินเทอร์เฟซสำหรับการเข้าถึงโหมดพื้นฐานของบล็อก PID

ปุ่มเปิด/ปิดสำหรับพารามิเตอร์ค่าเกนที่สอดคล้องกัน
ฟิลด์สำหรับสังเกตหรือพิมพ์ตัวเลขสำหรับพารามิเตอร์ค่าเกนแต่ละตัว
พล็อตการตอบสนอง PID แบบโต้ตอบที่สอดคล้องกัน
เครื่องหมายบนกราฟแสดงพารามิเตอร์ค่าเกนที่เปิดใช้งาน
สลับระหว่างกราฟขนาดและกราฟเฟส
เพิ่ม/ลดค่าเกนรวมของตัวควบคุม PID
สลับระหว่างโหมดพื้นฐานและขั้นสูง
ปิดบล็อค PID

ฟิลด์ค่าเกนของพารามิเตอร์ต่างๆ มีอธิบายไว้ด้านล่าง

ตารางที่ 1. พารามิเตอร์ของบล็อก PID

การกำหนดค่า PID อย่างรวดเร็ว
ในโหมดพื้นฐานของตัวควบคุม PID ผู้ใช้สามารถเปลี่ยน Proportional, Integrator และ Differentiator ได้โดยไม่ต้องเปิดบล็อก ดังที่แสดงในภาพหน้าจอ

รูปที่ 10 การเข้าถึงการควบคุมด่วนบนบล็อก PID

ปุ่มเปิด/ปิดการใช้งานตามสัดส่วน (P) อินทิเกรเตอร์ (I) และอนุพันธ์ (D)
ฟิลด์สำหรับสังเกตและ/หรือพิมพ์ตัวเลขสำหรับพารามิเตอร์ค่าเกนแต่ละตัว

โหมดขั้นสูง
โหมดขั้นสูงในตัวควบคุม PID ช่วยให้เราสามารถปรับการตั้งค่าเกนของตัวควบคุม PID ได้ด้วยตนเองอย่างยืดหยุ่น ผู้ใช้สามารถเข้าถึงพารามิเตอร์เกนแต่ละตัวได้จากบล็อก PID แบบเรียงซ้อนสองบล็อก ได้แก่ ส่วน A และส่วน B กราฟแสดงการตอบสนองของทั้งสองส่วนรวมกันในกราฟการตอบสนองของ PID

รูปที่ 11 การเข้าถึงอินเทอร์เฟซสำหรับโหมดขั้นสูงบน PID Block

ปุ่มเปิด/ปิด เพื่อเลือกส่วนที่เกี่ยวข้อง การปิดใช้งานส่วนใดส่วนหนึ่งจะทำให้มั่นใจได้ว่ามีเพียงส่วนอื่นเท่านั้นที่ทำงานอยู่ การปิดใช้งานทั้งสองส่วนจะส่งผลให้เกิดลอจิกแบบ pass-through/signal relay
เปิด/ปิดพารามิเตอร์ค่าเกนที่สอดคล้องกันในแต่ละส่วน
ฟิลด์สำหรับสังเกตหรือพิมพ์ตัวเลขสำหรับพารามิเตอร์ค่าเกนแต่ละตัวในหน่วย dB หรือ Hz
พล็อตการตอบสนอง PID ที่สอดคล้องกัน
สลับระหว่างกราฟขนาดและกราฟเฟส
ปิดบล็อค PID

ค่ากำไรของพารามิเตอร์ต่างๆ แสดงไว้ด้านล่าง

ตารางที่ 2 พารามิเตอร์ต่างๆ ของส่วน PID

บันทึก: สามารถนำอินทิเกรเตอร์แบบคู่ไปใช้งานในโหมดขั้นสูงได้โดยการเรียงซ้อนอินทิเกรเตอร์ในส่วน A และส่วน B

การตั้งค่าเส้นทางตัวควบคุม
องค์ประกอบไดอะแกรมบล็อกอื่น ๆ ในตัวควบคุม PID ได้แก่ สวิตช์สำหรับเปิด/ปิดสัญญาณในเส้นทางการประมวลผล ออฟเซ็ตที่สามารถนำไปใช้กับสัญญาณอินพุตหรือสัญญาณควบคุม และการใช้ปริมาตรtage ขีดจำกัดบนช่องสัญญาณเอาท์พุต

รูปที่ 12 การตั้งค่าเส้นทางตัวควบคุม PID

พิมพ์ออฟเซ็ตอินพุตก่อนตัวควบคุม
เปิด/ปิดสวิตช์อินพุตจากสัญญาณอินพุตไปยังตัวควบคุม
เปิด/ปิดสวิตช์เอาท์พุตจากตัวควบคุมไปยังเอาท์พุต
พิมพ์ออฟเซ็ตเอาต์พุตก่อนที่จะสร้างเป็นเอาต์พุต
เปิด/ปิด Voltagอีลิมิตเตอร์
พิมพ์ระดับเสียงสูงและต่ำtagอีขีดจำกัด
เปิด/ปิดเอาต์พุตและตั้งค่าเกนเอาต์พุต (ถ้ามี)

ชดเชย
ออฟเซ็ต DC สามารถนำไปใช้กับสัญญาณได้ทั้งก่อนและหลังตัวควบคุม ออฟเซ็ตอินพุตสามารถเพิ่มหรือลบออกจากตัวแปรกระบวนการที่วัดได้ก่อนที่จะป้อนไปยังบล็อก PID ออฟเซ็ตเหล่านี้ใช้เพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดในการสอบเทียบเซ็นเซอร์ หรือเพื่อจัดการกับความเบี่ยงเบนที่ทราบจากจุดผิดพลาด ออฟเซ็ตเอาต์พุตจะถูกเพิ่มไปยังเอาต์พุตของบล็อก PID ก่อนที่จะส่งไปยังแอคชูเอเตอร์หรือระบบ ออฟเซ็ตเหล่านี้ใช้เพื่อรักษาการทำงานในระบบให้อยู่ในระดับค่าที่ทราบ หรือเมื่อแอคชูเอเตอร์ต้องการไบแอสเริ่มต้นในการทำงาน

สวิตซ์
สวิตช์สามารถใช้เพื่อเปิดหรือปิดลูปควบคุมได้ เมื่อสวิตช์เปิดอยู่ สวิตช์อินพุตจะป้อนค่าศูนย์ไปยังตัวควบคุม ขณะที่สวิตช์เอาต์พุตจะป้อนค่าศูนย์ไปยังเอาต์พุต เมื่อคลิกสวิตช์อินพุตและปิดสวิตช์ สัญญาณอินพุตจะถูกส่งไปยังตัวควบคุมอีกครั้ง เช่นเดียวกัน เมื่อคลิกสวิตช์เอาต์พุต สัญญาณตัวควบคุมจะถูกส่งไปยังเส้นทางสัญญาณเอาต์พุต ทุกครั้งที่สวิตช์เปิดและปิด รีจิสเตอร์อินทิเกรเตอร์และดิฟเฟอเรนเชียลในตัวควบคุม PID จะถูกเคลียร์

เล่มที่tagอีลิมิต
เล่มที่tagสามารถใช้ขีดจำกัด e ได้ก่อนที่สัญญาณจะถูกสร้างขึ้นจากพอร์ตเอาต์พุต ขีดจำกัดเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเอาต์พุตจะคงอยู่ที่ระดับเหล่านี้tagระดับ e เมื่อใดก็ตามที่สัญญาณข้ามเกณฑ์ที่กำหนด เช่นampลองพิจารณาระบบที่ทำงานได้เฉพาะกับปริมาตรเชิงบวกเท่านั้นtages. ออฟเซ็ตอินพุตจะมีประโยชน์ในการสร้างสัญญาณข้อผิดพลาดการข้ามศูนย์พร้อมออฟเซ็ตเอาต์พุตเพื่อส่งกลับเป็นระดับบวก ปริมาตรtagขีดจำกัด e จะมีประโยชน์เพื่อให้แน่ใจว่าปริมาณขั้นต่ำtage จะมากกว่าศูนย์เสมอ

การสังเกตข้อมูล

ออสซิลโลสโคปแบบฝัง

รูปที่ 13 สัญญาณจุดตรวจสอบ viewed ในออสซิลโลสโคปแบบฝังตัว

การบันทึกข้อมูล

รูปที่ 14 เครื่องบันทึกข้อมูลแบบฝังในตัวควบคุม PID

Data Logger แบบฝังตัวสามารถสตรีมข้อมูลผ่านเครือข่ายหรือบันทึกข้อมูลลงในหน่วยเก็บข้อมูลออนบอร์ดของ Moku ของเราได้ สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดดูคู่มือผู้ใช้ Data Logger ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสตรีมข้อมูลได้ในเอกสารอ้างอิง API ของเรา

การส่งออกข้อมูล
ส่งออกข้อมูลโดยคลิกไอคอนแชร์ จุดโพรบที่ใช้งานอยู่จะถูกบันทึกไว้ในการส่งออกข้อมูลสดหรือการบันทึกข้อมูล เปิดออสซิลโลสโคปหรือเครื่องบันทึกข้อมูลในตัวเพื่อส่งออกข้อมูลสดและข้อมูลบันทึกตามลำดับ

ข้อมูลสด

รูปที่ 15 อินเทอร์เฟซผู้ใช้และการตั้งค่าการส่งออกข้อมูล

เพื่อบันทึกข้อมูลสด

เลือกประเภทข้อมูลที่ต้องการส่งออก
- Traces บันทึกข้อมูลร่องรอยสำหรับร่องรอยสัญญาณที่มองเห็นได้ทั้งหมดในรูปแบบ CSV หรือ MATLAB
- ภาพหน้าจอ: แสดงหน้าต่างแอปเป็นรูปภาพในรูปแบบ PNG หรือ JPG
- การตั้งค่าจะบันทึกการตั้งค่าเครื่องดนตรีปัจจุบันลงใน TXT file.
- การวัดจะบันทึกค่าการวัดที่ใช้งานอยู่ในรูปแบบ CSV หรือ MATLAB
- ข้อมูลความละเอียดสูง ความลึกหน่วยความจำเต็มของค่าสถิติสำหรับช่องสัญญาณที่มองเห็นได้ทั้งหมดในรูปแบบ LI, CSV, HDF5, MAT หรือ NPY
เลือกรูปแบบการส่งออก
เลือก Fileคำนำหน้าชื่อสำหรับการส่งออกของคุณ ค่าเริ่มต้นคือ "MokuPIDControllerData" และสามารถเปลี่ยนเป็นอะไรก็ได้ fileชื่อของอักขระตัวอักษรและตัวเลขและเครื่องหมายขีดล่าง ไทม์สamp และรูปแบบข้อมูลจะถูกผนวกเข้ากับคำนำหน้าเพื่อให้แน่ใจว่า fileชื่อไม่ซ้ำใคร เช่นampเลอ: “MokuPIDControllerData_YYYYMMDD_HHMMSS_Traces.csv”
ป้อนความคิดเห็นเพิ่มเติมที่จะบันทึกเป็นข้อความ file ส่วนหัว
เลือกปลายทางการส่งออกในเครื่องคอมพิวเตอร์ของคุณ หาก "My fileหากเลือก "s" หรือ "Share" ระบบจะเลือกตำแหน่งที่แน่นอนเมื่อคลิกปุ่ม "ส่งออก" สามารถส่งออกไฟล์ได้หลายประเภทพร้อมกันโดยใช้ My Files และแชร์ แต่สามารถส่งออกไปยังคลิปบอร์ดได้เพียงประเภทเดียวในแต่ละครั้ง
ส่งออกข้อมูลหรือ
ปิดหน้าต่างข้อมูลการส่งออก โดยไม่ส่งออก

บันทึกข้อมูล

รูปที่ 16. File การส่งออกอินเทอร์เฟซผู้ใช้และการตั้งค่า

เพื่อบันทึกข้อมูลที่บันทึกไว้:

เลือกทั้งหมด fileบันทึกลงในหน่วยความจำของอุปกรณ์เพื่อดาวน์โหลดหรือแปลง
ลบรายการที่เลือก file/ส.
เรียกดูและเลือก file/s ที่จะดาวน์โหลดหรือแปลง
เลือกตัวเลือก file รูปแบบการแปลง
เลือกตำแหน่งที่จะส่งออกที่คุณเลือก fileสถึง.
ส่งออกข้อมูล
ปิดหน้าต่างข้อมูลการส่งออก โดยไม่ส่งออก

Exampเลส

การใช้ PID ในระบบป้อนกลับ
ตัวควบคุม Moku PID สามารถรวมเข้ากับระบบป้อนกลับต่างๆ ได้โดยตรง ตัวอย่างง่ายๆampเกี่ยวข้องกับการใช้ตัวควบคุม PID เพื่อควบคุมการไหลของของเหลวในถัง

รูปที่ 17 แผนผังแบบบล็อกของระบบถังเก็บน้ำ

ลองพิจารณาแผนภาพบล็อกง่ายๆ ของระบบถัง ถังใช้วาล์วสองตัวเพื่อควบคุมการไหลเข้าและออกของของเหลวในถัง เซ็นเซอร์ถูกใช้เพื่อวัดระดับของเหลวในถังและมอบให้กับ Moku เป็นปริมาตรtagสัญญาณ ตัวควบคุม Moku PID จะสร้างสัญญาณเพื่อควบคุมวาล์ว

ขั้นตอนที่ 1: กำหนดค่าการตั้งค่าส่วนหน้าแบบอนาล็อกสำหรับอินพุตสัญญาณ
ตั้งค่าอินพุตแบบอนาล็อกด้านหน้า ในกรณีนี้ อินพุตทั้งสองจะมีอิมพีแดนซ์อินพุต 50 Ω เพื่อให้ตรงกับแหล่งจ่าย การลดทอนสัญญาณ -20 dB และใช้การเชื่อมต่อ DC
ขั้นตอนที่ 2: กำหนดค่าเมทริกซ์ควบคุม
กำหนดค่าเมทริกซ์ควบคุมให้รับค่า Input1 ในเส้นทางควบคุม 1 และ Input1 ในเส้นทางควบคุม 2 เนื่องจากทั้งสองระบบต้องการข้อมูลระดับน้ำเดียวกัน เส้นทางควบคุมทั้งสองจึงใช้ข้อมูลเดียวกัน เมทริกซ์จะรับค่า [1, 0; 1, 0]
ขั้นตอนที่ 3: กำหนดค่าออฟเซ็ตอินพุตและเอาต์พุต
ออฟเซ็ตอินพุตให้จุดตั้งค่าอ้างอิง ความสูงสามารถแปลงเป็นปริมาตรได้ ขึ้นอยู่กับวาล์วtage โดยใช้ตัวประกอบการปรับขนาด ซึ่งสามารถใช้สร้างค่าออฟเซ็ต DC อ้างอิงและสร้างสัญญาณผิดพลาดได้ เนื่องจากวาล์วทำงานในโหมดยูนิโพลาร์ ออฟเซ็ตเอาต์พุตจึงต้องแน่ใจว่าสัญญาณเป็นบวกตลอดเวลา ซึ่งสามารถเสริมประสิทธิภาพได้โดยการเปิดใช้งานโวลท์tage จำกัดให้มีขั้นต่ำที่ 0 V

รูปที่ 18 อินเทอร์เฟซตัวควบคุม PID สำหรับการนำข้อเสนอแนะไปใช้ในระบบถัง

ขั้นตอนที่ 4: กำหนดค่าบล็อก PID
สามารถตั้งค่าตัวควบคุม PID ให้ทำงานตามรูปแบบที่ต้องการได้ ค่าที่เหมาะสมที่สุดสามารถคำนวณวิเคราะห์ได้โดยการวิเคราะห์แบบวงเปิดในระบบถัง อีกทางเลือกหนึ่งคือ เปิดใช้งานวงควบคุมที่ค่าเกนต่ำมาก และค่อยๆ เพิ่มค่าเกนขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งค่าเกนไม่เสถียร
ขั้นตอนที่ 5: เปิดใช้งานเอาท์พุต
เมื่อกำหนดค่าบล็อก PID แล้ว ก็สามารถเปิดใช้งานเอาต์พุตได้ เอาต์พุตเหล่านี้จะถูกใช้เพื่อควบคุมการทำงานของวาล์ว
ขั้นตอนที่ 6: สังเกตอินพุตและเอาต์พุตของตัวควบคุม
วางหัววัดบนช่องอินพุตและเอาต์พุตของตัวควบคุม PID

เครื่องมือเพิ่มเติม

เมนูหลัก
สามารถเข้าถึงเมนูหลักได้โดยคลิกไอคอนที่มุมบนซ้าย

AI ช่วย… เปิดหน้าต่างเพื่อสนทนากับ AI ที่ได้รับการฝึกมาเพื่อให้ความช่วยเหลือเฉพาะของ Moku (Ctrl/Cmd+F1)
อุปกรณ์ของฉัน กลับสู่หน้าจอการเลือกอุปกรณ์
สวิตช์ ไปยังเครื่องดนตรีอื่น
บันทึก/เรียกคืนการตั้งค่า

บันทึกสถานะเครื่องมือปัจจุบัน (Ctrl/Cmd+S)
โหลดสถานะเครื่องมือที่บันทึกล่าสุด (Ctrl/Cmd+O)
แสดงการตั้งค่าเครื่องมือปัจจุบัน พร้อมตัวเลือกในการส่งออกการตั้งค่า

รีเซ็ตเครื่องมือ กลับสู่สถานะเริ่มต้น (Ctrl/Cmd+R)
เครื่องมือซิงค์ ช่องในโหมดหลายเครื่องมือ*
ภายนอก การเลือกสัญญาณนาฬิกา 10 MHz จะกำหนดว่าจะใช้สัญญาณนาฬิกาภายใน 10 MHz หรือไม่
การกำหนดค่าการผสมสัญญาณนาฬิกา เปิดป๊อปอัปการกำหนดค่าการผสมผสานนาฬิกา *
แหล่งจ่ายไฟ แผงการเข้าถึง*
File ผู้จัดการ เครื่องมือการเข้าถึง
File แปลงเครื่องมือการเข้าถึง r
การตั้งค่า เครื่องมือการเข้าถึง
หากมี ให้ใช้การตั้งค่าหรืออุปกรณ์ปัจจุบัน

ช่วยเหลือ

เครื่องมือของเหลว webไซต์เปิดในเบราว์เซอร์เริ่มต้น
รายการทางลัด (Ctrl/Cmd+H)
คู่มือ เปิดคู่มือผู้ใช้ในเบราว์เซอร์เริ่มต้นของคุณ (F1)
รายงานปัญหาไปยังทีมงาน Liquid Instruments
นโยบายความเป็นส่วนตัวเปิดในเบราว์เซอร์เริ่มต้น
ส่งออกการวินิจฉัย ส่งออกการวินิจฉัย file คุณสามารถส่งไปยังทีมงาน Liquid Instruments เพื่อขอรับการสนับสนุนได้
เกี่ยวกับเวอร์ชันแอป Show ตรวจสอบการอัปเดตหรือข้อมูลใบอนุญาต

File ตัวแปลง

การ File สามารถเข้าถึงตัวแปลงได้จากเมนูหลัก File ตัวแปลงจะแปลงไฟล์ไบนารี Moku (.li) บนคอมพิวเตอร์เครื่องนั้นเป็นรูปแบบ .csv, .mat, .hdf5 หรือ .npy การแปลง file ถูกบันทึกไว้ในโฟลเดอร์เดียวกับต้นฉบับ file.

รูปที่ 20. File อินเทอร์เฟซผู้ใช้ตัวแปลง

การแปลงเป็น file

เลือก file พิมพ์.
เปิด file (Ctrl/Cmd+O) หรือโฟลเดอร์ (Ctrl/Cmd+Shift+O) หรือลากและวางลงใน File ตัวแปลงเพื่อแปลง file.

การตั้งค่าและการกำหนดลักษณะ

สามารถเข้าถึงแผงการตั้งค่าได้ผ่านทางเมนูหลัก ในส่วนนี้ คุณสามารถกำหนดการแสดงสีของแต่ละช่อง สลับระหว่างโหมดสว่างและโหมดมืด ฯลฯ ตลอดคู่มือนี้ จะใช้สีเริ่มต้นเพื่อแสดงคุณสมบัติของเครื่องดนตรี

รูปที่ 21 การตั้งค่าและการกำหนดลักษณะสำหรับเดสก์ท็อป (ก) และแอป iPad (ข)

เปลี่ยนธีมแอประหว่างโหมดมืดและโหมดสว่าง
เลือกหากคำเตือนจะเปิดขึ้นก่อนที่จะปิดหน้าต่างเครื่องมือใดๆ
แตะเพื่อเปลี่ยนสีที่เกี่ยวข้องกับช่องอินพุต
แตะเพื่อเปลี่ยนสีที่เชื่อมโยงกับช่องเอาต์พุต
แตะเพื่อเปลี่ยนสีที่เชื่อมโยงกับช่องคณิตศาสตร์
เลือกหากเครื่องมือเปิดโดยใช้การตั้งค่าหรือค่าเริ่มต้นที่ใช้ล่าสุดในแต่ละครั้ง
ล้างการตั้งค่าที่บันทึกอัตโนมัติทั้งหมดและรีเซ็ตเป็นค่าเริ่มต้น
บันทึกและใช้การตั้งค่า
รีเซ็ตการตั้งค่าแอปพลิเคชันทั้งหมดเป็นสถานะเริ่มต้น
แจ้งเตือนเมื่อมีแอปเวอร์ชันใหม่ อุปกรณ์ของคุณต้องเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตเพื่อตรวจหาการอัปเดต
ระบุจุดสัมผัสบนหน้าจอด้วยวงกลม สิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับการสาธิต
เปิดข้อมูลเกี่ยวกับการติดตั้งแอปพลิเคชั่น Moku และใบอนุญาต

นาฬิกาอ้างอิงภายนอก

Moku ของคุณอาจรองรับการใช้นาฬิกาอ้างอิงภายนอก ซึ่งช่วยให้ Moku สามารถซิงโครไนซ์กับอุปกรณ์ Moku หลายเครื่อง อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการอื่นๆ ล็อกเข้ากับการอ้างอิงเวลาที่เสถียรยิ่งขึ้น หรือผสานรวมกับมาตรฐานห้องปฏิบัติการ อินพุตและเอาต์พุตของนาฬิกาอ้างอิงอยู่ที่แผงด้านหลังของอุปกรณ์ ตัวเลือกการอ้างอิงภายนอกแต่ละตัวขึ้นอยู่กับฮาร์ดแวร์view ตัวเลือกการอ้างอิงภายนอกที่มีอยู่สำหรับ Moku ของคุณ

ข้อมูลอ้างอิงอินพุต: ยอมรับสัญญาณนาฬิกาจากแหล่งภายนอก เช่น Moku อื่น มาตรฐานความถี่ในห้องปฏิบัติการ หรือการอ้างอิงอะตอม (เช่นample, นาฬิการูบิเดียมหรือออสซิลเลเตอร์ที่ควบคุมด้วย GPS)

เอาท์พุทอ้างอิง: จัดหาสัญญาณนาฬิกาอ้างอิงภายใน Moku ให้กับอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ต้องการการซิงโครไนซ์

หากสัญญาณของคุณสูญหายหรืออยู่นอกความถี่ Moku ของคุณจะกลับไปใช้สัญญาณนาฬิกาภายในของตัวเองจนกว่าสัญญาณอ้างอิงจะกลับมา หากเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้น ให้ตรวจสอบว่าแหล่งสัญญาณเปิดใช้งานอยู่ และค่าอิมพีแดนซ์ที่ถูกต้อง ampอ้างอิงมีข้อมูล litude, tolerance, frequency และ modulation แนบมาด้วย ตรวจสอบข้อมูลจำเพาะที่จำเป็นในเอกสารข้อมูลจำเพาะของอุปกรณ์ เมื่อข้อมูลอ้างอิงกลับมาอยู่ในช่วงที่กำหนด สถานะจะเปลี่ยนเป็น "validating" (กำลังตรวจสอบความถูกต้อง) และเปลี่ยนเป็น "valid" (ถูกต้อง) เมื่อล็อกค่าใหม่

อ้างอิงภายนอก 10 MHz

ในการใช้ฟังก์ชันอ้างอิงภายนอก 10 MHz โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ปิดใช้งาน "ใช้ภายในเสมอ" ในแอปพลิเคชัน Moku ซึ่งอยู่ในเมนูหลักภายใต้ "นาฬิกาภายนอก 10 MHz" จากนั้น เมื่อสัญญาณภายนอกถูกป้อนเข้าอินพุตอ้างอิง Moku ของคุณและ Moku ของคุณถูกล็อกไว้แล้ว จะมีป๊อปอัปปรากฏขึ้นในแอปพลิเคชัน ในบางอุปกรณ์ ข้อมูลอ้างอิงภายนอกจะแสดงในสถานะ LED เช่นกัน สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ในคู่มือเริ่มต้นใช้งาน Moku ฉบับย่อ

รูปที่ 22 เมนูหลักของ Moku ที่ปิดใช้งานการอ้างอิง "ใช้ภายในเสมอ" และใช้การอ้างอิงภายนอก

การกำหนดค่าการผสมสัญญาณนาฬิกา

หากมี Moku จะรวมแหล่งสัญญาณนาฬิกาได้สูงสุดสี่แหล่งพร้อมกันเพื่อการวัดเฟส ความถี่ และช่วงเวลาที่แม่นยำยิ่งขึ้นในทุกช่วงเวลา Vol ที่มีสัญญาณรบกวนเฟสต่ำtage-Controlled Crystal Oscillator (VCXO) ผสมผสานกับ Oven-Controlled Crystal Oscillator (OCXO) 1 ppb เพื่อสัญญาณรบกวนเฟสแบนด์กว้างและเสถียรภาพที่ดีที่สุด ซึ่งสามารถผสมผสานเพิ่มเติมด้วยการอ้างอิงความถี่ภายนอกและ GPS disciplining เพื่อซิงโครไนซ์ Moku กับห้องปฏิบัติการและ UTC ของคุณ VCXO และ OCXO จะถูกใช้สำหรับสัญญาณสร้างสัญญาณนาฬิกาเสมอ การอ้างอิงภายนอกและ 1 pps เป็นตัวเลือกเสริมและสามารถเปิดหรือปิดใช้งานได้ในการตั้งค่า "Clock blending configuration..." จากเมนูหลัก แถบลูปจะถูกปรับตามการกำหนดค่าแหล่งกำเนิด k ที่เป็นไปได้ต่างๆ ดังแสดงในรูปที่ 23 โดยความถี่ของแถบจะแสดงตำแหน่งที่สัญญาณรบกวนเฟสของออสซิลเลเตอร์แต่ละตัวมีอิทธิพลเหนือกว่า อ่านวิธีการทำงานของการผสมสัญญาณนาฬิกาบน Mok: DD e lta สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม

รูปที่ 23 กล่องโต้ตอบการกำหนดค่าการผสมผสานนาฬิกา Moku พร้อมการอ้างอิงความถี่ภายนอก 10 MHz และเปิดใช้งาน GNSS

การอ้างอิงจิตเตอร์ VCXO มักจะใช้สำหรับการสร้างสัญญาณนาฬิกา โดยจัดการกับจิตเตอร์ความถี่สูงด้วยสัญญาณรบกวนที่ต่ำที่สุด
การอ้างอิงจิตเตอร์ของ OCXO มักจะใช้สำหรับการสร้างสัญญาณนาฬิกา เพื่อให้แน่ใจว่ามีเสถียรภาพในระยะปานกลาง
การอ้างอิงความถี่ภายนอก 10/100 MHz ใช้การอ้างอิงภายนอก “10 MHz” หรือ “100 MHz” เพื่อแก้ไขการดริฟต์ในออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่น โดยสังเกตว่า Moku ของคุณจะต้องรีสตาร์ทหลังจากการเปลี่ยนแปลงแต่ละครั้งระหว่างแหล่งที่มา 10 MHz และ 100 MHz
การอ้างอิงการซิงโครไนซ์ 1 pps ใช้การอ้างอิง "ภายนอก" หรือ "GNSS" เพื่อซิงโครไนซ์กับ UTC และแก้ไขค่าดริฟต์ในออสซิลเลเตอร์ท้องถิ่น เสถียรภาพสัญญาณนาฬิกาโดยประมาณเป็นการวัดว่าประสิทธิภาพการอ้างอิงเบี่ยงเบนไปจากฐานเวลา OCXO/VCXO ท้องถิ่นมากน้อยเพียงใด (ตามที่ผสมผสานในปัจจุบัน และหากเปิดใช้งาน จะควบคุมโดยการอ้างอิงภายนอก 10/100 MHz)

คำถามที่พบบ่อย

สามารถใช้ Moku PID Controller สำหรับการใช้งานอื่นนอกเหนือจากการรักษาเสถียรภาพอุณหภูมิและความถี่เลเซอร์ได้หรือไม่

แม้ว่าตัวควบคุมจะได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันเหล่านี้แล้วก็ตาม แต่ยังสามารถปรับให้เหมาะกับระบบควบคุมป้อนกลับอื่นๆ ได้ด้วยการปรับแต่งที่เหมาะสม

API ของ Moku เข้ากันได้กับระบบปฏิบัติการทั้งหมดหรือไม่

API ของ Moku พร้อมใช้งานสำหรับ Python, MATLAB, LabVIEWและอื่น ๆ ทำให้สามารถใช้งานร่วมกับระบบปฏิบัติการที่หลากหลาย

เอกสาร / แหล่งข้อมูล

ตัวควบคุม Moku PID [พีดีเอฟ] คู่มือการใช้งาน
PID, ตัวควบคุม PID, ตัวควบคุม

อ้างอิง

คู่มือการใช้งาน

ตัวควบคุม Moku PID

ข้อมูลจำเพาะ

การแนะนำ