Перейти к основному содержимому

Настройка ПИД-регулятора Klipper — руководство

· 5 мин. чтения
Pranav G.
Pranav G.

В последнее время прошивка Klipper получает всеобщее признание благодаря широкому спектру функций и высочайшей производительности. Она также предлагает несколько параметров конфигурации для калибровки принтера и получения высококачественных 3D-отпечатков.

Сегодня мы будем настраивать один из важнейших параметров — ПИД-регулятор для вашего 3D-принтера. Правильная настройка ПИД-регулятора гарантирует, что нагревательный элемент и печатная платформа будут нагреваться за минимальное время и поддерживать заданную температуру с высокой точностью.

В этой статье мы расскажем вам о процессе калибровки ПИД-регулятора для вашего 3D-принтера с помощью Klipper. Это поможет вам лучше понять эти настройки ПИД-регулятора и устранить любые проблемы с перегревом вашего устройства.

Давайте начнём настраивать эти нагревательные элементы и эксцентрики!

Что такое ПИД-регулирование в 3D-принтере?​

Фото предоставлено: Лаборатория микроконтроллеров

PID расшифровывается как пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор, который управляет процессом для поддержания устойчивого состояния определенной функции. Это замкнутая система обратной связи, которая непрерывно измеряет ошибку в системе и пытается ее исправить.

Давайте разберем это действие контроллера на примере практического применения.

Предположим, вы установили температуру экструдера на 200 °C через консоль принтера. Функция пропорционального управления попытается довести температуру до 200 °C и будет постоянно контролировать её с помощью терморезистора принтера. Но из-за особенностей работы пропорционального управления температура будет близка к этому значению, но никогда не достигнет точно 200 °C.

Здесь вступает в действие интегральное управление. Оно пытается компенсировать разницу между заданным значением (200 °C) и ошибкой в системе. Однако, по принципу работы, оно не прекращает нагрев, когда температура горячего конца приближается к 200 °C, что приводит к перерегулированию.

Наконец, дифференциальное управление контролирует это перерегулирование и пытается поддерживать интегральную переменную в заданном диапазоне. Оно всегда прогнозирует будущее, чтобы оценить перерегулирование интегральной переменной и пытается компенсировать его для достижения установившейся температуры за меньшее время.

Все три функции используют определенный коэффициент для расчета и управления своим действием во время цикла нагрева. Даже если один из этих коэффициентов имеет неверное значение, вы можете столкнуться с проблемами нагрева во время цикла печати.

Например, принтер может вообще не достигать заданной температуры. Или он может испытывать трудности с поддержанием стабильной температуры, что приводит к постоянным колебаниям температуры во время печати. Эти проблемы приводят к ухудшению качества печати и могут негативно сказаться на качестве отпечатков.

Поэтому крайне важно периодически калибровать настройки ПИД-регулятора, чтобы обеспечить эффективный нагрев компонентов принтера. Теперь, когда мы рассмотрели основы ПИД-регулирования, нам будет проще понять и интерпретировать процесс настройки ПИД-регулятора в Klipper.

##Процесс настройки PID в прошивке Klipper

Расширенные G-коды в Klipper​

Klipper значительно упрощает калибровку параметров ПИД-регулятора благодаря расширенные коды G. Эти расширенные G-коды представляют собой прописанные версии стандартных G- и M-кодов, которые ваш принтер может использовать для выполнения определенных действий.

Например, в прошивке Marlin для отключения нагревателей 3D-принтера необходимо ввести команду M104. Аналогично, команда M25 приостанавливает текущую печать. Однако запоминание различных команд и их функций может быть утомительным и отбить всякое желание их использовать.

Таким образом, Klipper использует несколько иной подход и упрощает эту систему команд, используя расширенные G-коды. В Klipper, чтобы выключить нагреватель, вам просто нужно добавить команду ''' TURN_OFF_HEATERS ''' в консоль Klipper. Аналогично, введя команду ''' PAUSE ''' , вы можете быстро приостановить текущую печать.

Эти расширенные G-коды очень полезны в процессе калибровки, и мы используем их для упрощения процесса настройки ПИД-регулятора. Давайте начнём.

Калибровка настроек ПИД-регулятора для нагревательного элемента​

  1. Откройте свой экземпляр Klipper и перейдите на главную панель управления. В этой статье мы будем использовать интерфейс Fluidd, но процесс остается тем же для Mainsail и других интерфейсов Klipper.

  2. В консоли введите PID_CALIBRATE HEATER=extruder TARGET=200. Введите команду.

  1. Дайте принтеру выполнить процесс настройки ПИД-регулятора. Вы можете следить за этим, отслеживая колебания температуры в разделе «Термометрия».

  2. После завершения вы получите уведомление в области консоли с указанием параметров ПИД-регулятора и окончательных откалиброванных значений.

  1. Введите команду ''' SAVE_CONFIG ''' в консоли Klipper. Эта команда сохранит откалиброванные значения в файл конфигурации вашего принтера и перезапустит прошивку.

Калибровка параметров ПИД-регулятора для нагревательной платформы​

  1. Введите команду ''' PID_CALIBRATE HEATER=heater_bed TARGET=60 в окне консоли Klipper.

'''

  1. Позвольте Klipper выполнить процесс калибровки.

  2. После завершения вы получите набор значений PID для вашего 3D-принтера в окне консоли.

  1. Выполните команду SAVE_CONFIG в консоли. Это обновит новые значения в файле конфигурации принтера и перезапустит микропрограмму.

Вот и всё! Вы успешно откалибровали параметры ПИД-регулятора для нагревательного элемента и нагревательной платформы.

Устранение неполадок с настройкой ПИД-регулятора в Klipper​

Команда сохранения конфигурации не работает​

Если ваш экземпляр Klipper не сохраняет автоматически откалиброванные значения PID, вы все равно можете ввести их вручную в файл конфигурации принтера.

Откройте файл printer.cfg из раздела конфигурации. Найдите раздел #control pid и замените старые значения PID новыми. Сохраните изменения и перезапустите прошивку.

Создание файла журнала для обнаружения любых проблем​

Klipper позволяет создать файл журнала процесса настройки ПИД-регулятора для последующего просмотра в случае возникновения каких-либо случайных проблем. Добавьте команду WRITE_FILE=1 в конец строки TARGET=200 и нажмите Enter.

Klipper создаст новый файл журнала в разделе конфигурации с именем «/tmp/heattest.txt». Вы можете получить к нему доступ в любое время, если хотите внимательно изучить весь процесс.

Заключительные мысли​

Процесс настройки ПИД-регулятора в Klipper, вероятно, самый простой в выполнении по сравнению с другими программами. Благодаря расширенным G-кодам, Klipper делает весь процесс плавным и быстрым как для начинающих, так и для опытных пользователей 3D-принтеров.

Поделитесь с нами своим опытом использования Klipper и расскажите, как он улучшил ваш опыт 3D-печати. Вы также можете ознакомиться с Обико для Клиппера, который мы создали, чтобы помочь вам удаленно отслеживать процесс печати из любой точки мира и обнаруживать сбои печати с помощью искусственного интеллекта. Узнайте, как использовать Начните бесплатно.

Если у вас есть дополнительные замечания или предложения по поводу руководства, или вы хотите узнать что-то еще, пожалуйста, оставьте комментарий ниже и сообщите нам об этом.

Статьи по теме: