О расчетах ПИД-регулятора Опции

[vapik]

Здравствуйте, возникло еще одно недопонимание.

Я понимаю, что в реальности ПИД-регуляторы настраивают вручную по различным методикам.
Но во всех учебниках по ТАУ есть методы расчета коэффициентов регулятора.

В рамках дипломного проекта мне необходимо синтезировать дискретный ПИД-регулятор.
Причем сделать расчет коэффициентов аналитическим методом.
Родина сказала "надо" - значит "надо".

Эквивалентная схема:


Объект управления - нагревательный элемент, выполненный в виде резистора, на который подается напряжение сети (220V)
Передаточная функция представлена в виде апериодического звена:


Фиксатор нулевого порядка:

где Tкв - время следования импульсов

Ну и соответственно регулятор.

Приведенную непрерывную часть переводим в дискретную по Z-преобразованию:

где b(бетта) = exp(-Tкв/T)
T-постоянная времени, Tкв - время квантования

Расчет регулятора произвожу по методу полиномиальных уравнений, оптимизация по ПХ [Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т.1. Линейные системы, глава 9.2-9.3]


Получаем ПИ-регулятор и его соответственно коэффициенты:
kи = 1/(1-b ), kп = b/(1-b ), где b - бетта

Если учесть что, постоянная времени T=1c, Tкв=0.1c, получаем b=0.9.
Соответственно kи=10, kp=9. Моделируем в VisSim, все шикарно

Однако
В моем случае, время установления сигнала у нагревательного элемента никак не 1 секунда, а гораздо больше, исчисляемая даже больше в минутах.
В соответствии с этим b(бетта) = exp(-Tкв/T) -> 1, а значит коэффициенты kи, kп -> бесконечность.

Как же тогда быть в моем случае? Какие методики аналитического расчета будут актуальны?

P/S Нагревательный элемент работает в постоянном режиме, управление температурного режима идет за счет его охлаждения. Подскажите, не ошибся ли я тогда в моем случае с мат. моделью, или все верно, просто в программировании регулятора нужно всего лишь инвертировать ошибку?
Регулятор будет реализован на микроконтроллере Atmel и будет выдавать ШИМ сигнал на охлаждающее устройство.


Сообщение отредактировал vapik - Apr 21 2010, 17:02

[Finarfin]

Однако
В моем случае, время установления сигнала у нагревательного элемента никак не 1 секунда, а гораздо больше, исчисляемая даже больше в минутах.
В соответствии с этим b(бетта) = exp(-Tкв/T) -> 1, а значит коэффициенты kи, kп -> бесконечность.

10минут=600с
beta=exp(-0.1/600) = 0.9998333472215
kи=1/(1-0.9998333472215) = 6000.500015666
kп=0.9998333472215/(1-0.9998333472215) = 5999.500015666
Калькулятор рулит. Никакой бесконечности.

Для реального устройства с ШИМ рекомендую

Я понимаю, что в реальности ПИД-регуляторы настраивают вручную

да ну, а алгоритмы оптимального расчета коэффициентов регулятора наверно чисто для студентов писали

[vapik]

10минут=600с
beta=exp(-0.1/600) = 0.9998333472215
kи=1/(1-0.9998333472215) = 6000.500015666
kп=0.9998333472215/(1-0.9998333472215) = 5999.500015666
Калькулятор рулит. Никакой бесконечности.

А это не слишком ли большие значения получаются или вполне реальные?

да ну, а алгоритмы оптимального расчета коэффициентов регулятора наверно чисто для студентов писали biggrin.gif

Очень часто слышал о том, что многие ленятся что-то рассчитывать или уже все позабыли, что подбирают эти коэффициенты вручную.
Поэтому и сложилось такое субъективное мнение.

Сообщение отредактировал vapik - Apr 21 2010, 20:00

[haker_fox]

А это не слишком ли большие значения получаются или вполне реальные?

Да вполне могут быть реальными. Лучше в симулятор ввести данные и проверить.

Очень часто слышал о том, что многие ленятся что-то рассчитывать или уже все позабыли, что подбирают эти коэффициенты вручную.
Поэтому и сложилось такое субъективное мнение.

Лень - двигатель прогресса! Но когда из за "вручную" подобранных коэффициентов система имеет малые запасы устойчивости, работает на оптимально или грозит еще чем похуже, то о прогрессе говорить не приходится. Да и сомневаюсь я, что их можно подобрать "вручную", т.е. перебором. Скорее всего руководствуются той же методикой Зиглера-Никольса. Есть две методики: для замкнутой и разомкнутой систем. Они работают. Попробуйте, может быть Вам это поможет.

[ukpyr]

если объект термоизолирован, то скорость нагрева != скорости охлаждения, то есть желательны разные коэффициенты для нагрева и охлаждения, плюс для больших отклонений одни, для малых - другие (быстрый догрев и поддержание).

[Tanya]

если объект термоизолирован, то скорость нагрева != скорости охлаждения, то есть желательны разные коэффициенты для нагрева и охлаждения, плюс для больших отклонений одни, для малых - другие (быстрый догрев и поддержание).

Где Вы такие странные мысли почерпнули?

[ukpyr]

Кде Вы такие странные мысли почерпнули?

из практики

[Tanya]

Здравствуйте, возникло еще одно недопонимание.

Я понимаю, что в реальности ПИД-регуляторы настраивают вручную по различным методикам.
Но во всех учебниках по ТАУ есть методы расчета коэффициентов регулятора.

В рамках дипломного проекта мне необходимо синтезировать дискретный ПИД-регулятор.
Причем сделать расчет коэффициентов аналитическим методом.
Родина сказала "надо" - значит "надо".

Как же тогда быть в моем случае? Какие методики аналитического расчета будут актуальны?

Не Вы ли спрашивали, как определить постоянную времени объекта по отклику на ступеньку?
Так вот, по этому самому отклику можно сразу определить параметры ПИД-регулятора. Об этом везде написано, кажется...

из практики

На ком Вы практикуетесь?

[gte]

Где Вы такие странные мысли почерпнули?

Немного поутрирую. Бак 1 кубометр. Температура 50 градусов, температура среды 30 градусов. ТЭН 50 кВт, чтобы не было желания считать. После нагрева до 55, будет ли он за такое же время остывать?

[Tanya]

Немного поутрирую. Бак 1 кубометр. Температура 50 градусов, температура среды 30 градусов. ТЭН 50 кВт, чтобы не было желания считать. После нагрева до 55, будет ли он за такое же время остывать?

И Вы тоже практикуете?
Кто еще?

[Designer56]

Немного поутрирую. Бак 1 кубометр. Температура 50 градусов, температура среды 30 градусов. ТЭН 50 кВт, чтобы не было желания считать. После нагрева до 55, будет ли он за такое же время остывать?

Будет, если при изменении полярности/фазы напряжения, подключенного к ТЭНу тэн из нагревателя превратится в холодильник.

[gte]

И Вы тоже практикуете?
Кто еще?

Практика критерий истины. А у Вас чисто теоретически получается по другому, пример можно?

[vapik]

Не Вы ли спрашивали, как определить постоянную времени объекта по отклику на ступеньку?
Так вот, по этому самому отклику можно сразу определить параметры ПИД-регулятора. Об этом везде написано, кажется...

Да. Я спрашивал. Вопросы разные, поэтому и темы разные создал.
Сорри, о "по этому самому отклику можно сразу определить параметры ПИД-регулятора" ни в одном учебнике и публикации по ТАУ не видел.
Дайте, пожалуйста ссылку на источник, любую, можно и не на интернет-страничку.

10минут=600с
beta=exp(-0.1/600) = 0.9998333472215
kи=1/(1-0.9998333472215) = 6000.500015666
kп=0.9998333472215/(1-0.9998333472215) = 5999.500015666
Калькулятор рулит. Никакой бесконечности.

Продолжая тему.
Никак в голове не укладывались такие коэффициенты, а точнее возможность их реализации как аппаратно, так и программно, мои ПЧ и ДПТ не могут выдать управляющее воздействие такой мощности.

Собственно после моделирования системы, недопонимание полностью исчезло.
При постоянной времени T=600c, система с регулятором с данными коэффициентами достигала единичного уровня за доли секунды.

Как я понял, исходя из представленной теории по расчету оптимального по ПХ регулятора, мы имеем дело с самым быстродействующим по ПХ режимом, т.е. оптимальней быть не может, отсюда и такие результаты.

Поэтому все-таки я думаю провести синтез регулятора по желаемой передаточной функции.
То есть при постоянной времени скажем в T=10 мин, получить ПХ такой же формы, но с постоянной времени скажем T=1 мин. То есть увеличить быстродействие системы в 10 раз. Или это мало?



А по моделированию математической модели объекта управления.

Внесу небольшую конкретизацию.
У меня нагревательный элемент - обычный керамический резистор.
Нагреватель постоянно находится под нагрузкой, он не отключаем, регулировку температуры мы производим путем охлаждения потоком воздуха от ДПТ.

[Tanya]

Внесу небольшую конкретизацию.
У меня нагревательный элемент - обычный керамический резистор.
Нагреватель постоянно находится под нагрузкой, он не отключаем, регулировку температуры мы производим путем охлаждения потоком воздуха от ДПТ.

С этой конкретизации и надо было начинать. У Вас все не так, как я подумала, что температура регулируется нагревателем.
И думаю, что так думала не только я.
В Вашем случае нужно смотреть отклик температуры на небольшое изменение напряжения на двигателе вентилятора. Только, боюсь, что это может быть нелинейная функция при больших изменениях. Можно график построить и посмотреть. Или у Вас двигатель не регулируется, а только включается-выключается?

Собственно после моделирования системы, недопонимание полностью исчезло.
При постоянной времени T=600c, система с регулятором с данными коэффициентами достигала единичного уровня за доли секунды.

А у меня при чтении этих фраз, наоборот, - возникло удивительное недопонимание..

Немного поутрирую. Бак 1 кубометр. Температура 50 градусов, температура среды 30 градусов. ТЭН 50 кВт, чтобы не было желания считать. После нагрева до 55, будет ли он за такое же время остывать?

Он может остыть быстрее. И что?

[vapik]

С этой конкретизации и надо было начинать. У Вас все не так, как я подумала, что температура регулируется нагревателем.
И думаю, что так думала не только я.
В Вашем случае нужно смотреть отклик температуры на небольшое изменение напряжения на двигателе вентилятора. Только, боюсь, что это может быть нелинейная функция при больших изменениях. Можно график построить и посмотреть. Или у Вас двигатель не регулируется, а только включается-выключается?

Нет, скорость вращения регулируется ПЧ (преобразователем частоты), на ПЧ мы подаем управляющие ШИМ сигналы.

А у меня при чтении этих фраз, наоборот, - возникло удивительное недопонимание..

Я дико извиняюсь, все правильно, я неверно смоделировал.

Сообщение отредактировал vapik - Apr 22 2010, 17:05

[gte]

Он может остыть быстрее. И что?

То, что время нагрева != времени охлаждения.

[Tanya]

То, что время нагрева != времени охлаждения.

Так и что? А можно сделать их равными... К чему все это?
Я Вас не могу понять. Может, Вы будете понятнее выражаться?

Нет, скорость вращения регулируется ПЧ (преобразователем частоты), на ПЧ мы подаем управляющие ШИМ сигналы.


Я дико извиняюсь, все правильно, я неверно смоделировал.

Это как это? На двигатель постоянного тока? Если я правильно расшифровываю Ваши аббревиатуры...
А что (все) правильно у Вас, или у меня с недопониманием?

[vapik]

Это как это? На двигатель постоянного тока? Если я правильно расшифровываю Ваши аббревиатуры...
А что (все) правильно у Вас, или у меня с недопониманием?

Электродвигатель: http://www.motorzavod.com/production/emotor.html?product=139
Частотный преобразователь: http://www.vesper.ru/catalog/invertors/ei-mini/

[gte]

если объект термоизолирован, то скорость нагрева != скорости охлаждения, то есть желательны разные коэффициенты для нагрева и охлаждения, плюс для больших отклонений одни, для малых - другие (быстрый догрев и поддержание).

Где Вы такие странные мысли почерпнули?

Так и что? А можно сделать их равными... К чему все это?
Я Вас не могу понять. Может, Вы будете понятнее выражаться?

И я Вас не понимаю. Вы против чего в первой отквоченной фразе возражали?
Ну и поправка. Сделать равными всегда проблематично и в большинстве случаев не целесообразно.
Это я Вам как практик говорю .

[Tanya]

И я Вас не понимаю. Вы против чего в первой отквоченной фразе возражали?
Ну и поправка. Сделать равными всегда проблематично и в большинстве случаев не целесообразно.
Это я Вам как практик говорю .

Все вы путаете. ПИД работает только при малых отклонениях. И с постоянными значениями параметров. Иначе это называется иначе.

Ну, никак Вас не пойму. Как настройка регулятора... вот буквочки П, И, Д, как должны зависеть от максимальной мощности нагревателя?
Вот скажите мне. Допустим, у Вас имеется печка. Вы там заменили нагреватель. Масса, размеры, положение, все одинаковое. Только максимальная мощность написана другая.
Какие буквочки Вы будете менять? И как. Скажите нам как практик.
Говорите, - коэффициенты от знака должны зависеть?
Вот буквочку Д... Когда будем менять, при изменении знака скорости, или при изменении знака отклонения? А И? И как это все настраивать? 6 параметров. Эмпирически?
И почему скорость нагрева у Вас не равна скорости охлаждения. У меня в стационарном режиме они равны автоматически... и полная скорость равна нулю (или заданной). И это равенство, и коридор скорости, и ее шум обеспечивает правильный подбор этих самых буквочек П, И, Д.

[gte]

И почему скорость нагрева у Вас не равна скорости охлаждения. У меня в стационарном режиме они равны автоматически... и полная скорость равна нулю (или заданной). И это равенство, и коридор скорости, и ее шум обеспечивает правильный подбор этих самых буквочек П, И, Д.

Кроме стационарного режима с непрерывным восполнением теплопотерь, есть и другие, кроме того, включение, восполнение жидкости и т.п. В стационарном может установится режим при примерном равенстве потерь на охлаждения и энергии нагрева в пределах погрешности стабилизации температуры. Но при переходных режимах играет роль, например, мощность и инерционность нагревателя, если не допустимо перерегулирование и необходим максимально быстрый выход на режим поддержания температуры.
Впрочем, мое замечание касалось скорости нагрева и охлаждения. Они всегда отличаются, часто очень сильно. В отличие от теплопотерь и энергии нагрева, которые в установившемся режиме могут быть достаточно близки. Но это не адекватные понятия.

[Tanya]

Кроме стационарного режима с непрерывным восполнением теплопотерь, есть и другие, кроме того, включение, восполнение жидкости и т.п. В стационарном может установится режим при примерном равенстве потерь на охлаждения и энергии нагрева в пределах погрешности стабилизации температуры. Но при переходных режимах играет роль, например, мощность и инерционность нагревателя, если не допустимо перерегулирование и необходим максимально быстрый выход на режим поддержания температуры.
Впрочем, мое замечание касалось скорости нагрева и охлаждения. Они всегда отличаются, часто очень сильно. В отличие от теплопотерь и энергии нагрева, которые в установившемся режиме могут быть достаточно близки. Но это не адекватные понятия.

Еще раз повторю, что ПИД-регулятор не должен работать в переходном режиме. Не предназначен. И какую роль играют Ваши пресловутые скорости непонятно чего для настройки параметров ПИДа? У меня скорости совпадают всегда (в стационарном режиме). А у Вас?
В нестационарном режиме следует подавать сигнал, пропорциональный потребной скорости, непосредственно на регулятор мощности, минуя ПИД. А на ПИД - сигнал с задатчика температуры (в данном случае). А понятия адекватные.
Автор же спрашивал, как получить параметры ПИД из переходной характеристики.

[Designer56]

Еще раз повторю, что ПИД-регулятор не должен работать в переходном режиме. Не предназначен.

Признаться, не понял. А если он возмущение отрабатывает? Тоже ведь переходный процесс.
Поясните, что Вы хотели этим сказать.

[Tanya]

Признаться, не понял. А если он возмущение отрабатывает? Тоже ведь переходный процесс.
Поясните, что Вы хотели этим сказать.

Поясняю.
На примере печки, от которой всегда пляшут.
Пусть правильно настроенный регулятор прекрасно работает при 300 градусах. Но если его включить на холодной печке, то интегральный член зашкалит, возникнут колебания. В урезанном (П) - тоже будут (могут).
Кроме того, возможно, что при разных температурах оптимальные параметры (в некотором смысле) могут заметно отличаться из-за нелинейности, которая всегда есть. А для малых отклонений - не всегда.

[Designer56]

Ну почему обязательно будут колебания? если правильно расчитано, то не должно их быть. Другое дело, что печь с естественным охлаждением- объект принципиально нелинейный. И добится оптимальных параметров как переходного процесса, так и стационарного режима может оказаться не просто, или, в каких- то случаях, невозможно. Все зависит от критерия. Вот если бы ТЭН научить охлаждать...

П.С.: возмущение может быть и достаточно большим, чтобы вывести систему из области локальной устойчивости. Например, сунули в печь очень холодный (горячий) объект.

[Tanya]

Ну почему обязательно будут колебания? если правильно расчитано, то не должно их быть. Другое дело, что печь с естественным охлаждением- объект принципиально нелинейный. И добится оптимальных параметров как переходного процесса, так и стационарного режима может оказаться не просто, или, в каких- то случаях, невозможно. Все зависит от критерия. Вот если бы ТЭН научить охлаждать...

П.С.: возмущение может быть и достаточно большим, чтобы вывести систему из области локальной устойчивости. Например, сунули в печь очень холодный (горячий) объект.

Мы тут говорим только о ПИД-регуляторе, а не об "универсально-всемогущем адаптивно нечеткологичном".
Если мы настроим ПИД, который не будет давать выбега при больших возмущениях, то он будет плохо держать стационарную температуру и медленно будет тащиться к цели. Нам такой ПИД не нужен.
Если в печь некто сунул массивный объект, то сам виноват. Это будет тоже переходный процесс. Но в данном случае все равно - температура объекта будет расти, как ей хочется.
Вы, наверняка знаете, что на химических заводах имеются специальные устройства с нечеткой логикой - операторы, которые своими умелыми ручками выводят нечто на режим, а потом включают автоматику.

[Designer56]

Если мы настроим ПИД, который не будет давать выбега при больших возмущениях, то он будет плохо держать стационарную температуру и медленно будет тащится к цели.....

Это, вообще говоря, от объекта регулирования тоже зависит. И от критерия оптимальности, повторюсь. Может, кому-то перерегулирование и не помешает.

[vvs157]

Это, вообще говоря, от объекта регулирования тоже зависит.

Вообще-то ПИД хоть как-то оптимален только для линейных систем невысокого порядка. В остальных случаях он приемлемо работает только на малых возмущениях, когда система практически линейна. Если нужно отрабатывать большой перепад температуры, то правильнее пустить задатчик с некоторой скоростью, чтобы не вызывать выход за линейность.

[Tanya]

Это, вообще говоря, от объекта регулирования тоже зависит. И от критерия оптимальности, повторюсь. Может, кому-то перерегулирование и не помешает.

Первое - да. Второе - навряд ли кому-то на пользу.

[vvs157]

Но если его включить на холодной печке, то интегральный член зашкалит, возникнут колебания.

В приличных регуляторах есть ограничение насыщения интегратора (anti wind-up)

[Tanya]

Вообще-то ПИД хоть как-то оптимален только для линейных систем невысокого порядка. В остальных случаях он приемлемо работает только на малых возмущениях, когда система практически линейна. Если нужно отрабатывать большой перепад температуры, то правильнее пустить задатчик с некоторой скоростью, чтобы не вызывать выход за линейность.

Не только задатчик запрограммировать, но и на усилитель мощности подать производную от задатчика, а к интегральной части по таблице добавлять, и коэффициенты менять на ходу... Это уже не будет ПИД... в чистом виде.

[Designer56]

Вообще говоряя, да. Но иногда можно этим пренебречь ради более важного.

[Tanya]

В приличных регуляторах есть ограничение насыщения интегратора (anti wind-up)

Это тоже не ПИД. Если ограничивать - вот она и есть нелинейность...

Вообще говоряя, да. Но иногда можно этим пренебречь ради более важного.

А что Вам кажется таким более чем важным?

[Designer56]

Это зависит от задачи.

[Tanya]

Это зависит от задачи.

Ну, придумайте пример такой задачи. Я не могу - вот незадача.

[vapik]

А про меня кто-нибудь помнит?

[Tanya]

А про меня кто-нибудь помнит?

Про Вас да, помню. Только я не помню, где это было написано про графический способ.
Но в любом случае, автоматический выбор коэффициентов обычно строится так, чтобы максимально быстро попасть в некоторый коридор. А это не всегда то, что нужно. Спорт у них такой, у автоматостроителей.
Можете сами построить модель, посмотреть ее переходную характеристику (график) и определить то, что нужно.

[Guest_@Ark_*]

Но в любом случае, автоматический выбор коэффициентов обычно строится так, чтобы максимально быстро попасть в некоторый коридор. А это не всегда то, что нужно. Спорт у них такой, у автоматостроителей.

Интересно... А я почему-то думал наоборот, что спорт в том, чтобы не выпасть из некоторого коридора...

[Tanya]

А про меня кто-нибудь помнит?

То, что хотела, не нашлось. Но кое-что...
http://automation-system.ru/regulyator/xar...akteristik.html
http://twtmas.mpei.ac.ru/mas/Worksheets/Rotach/index.html

[gte]

Ну, придумайте пример такой задачи. Я не могу - вот незадача.

Таких задач большинство и неважно какие комбинации используются для их решения. А вот вручную выводить объект на режим, а затем включать регулятор это, извините, экзотика. Это мягко говоря. У автора чисто практическая задача.

[Tanya]

Таких задач большинство и неважно какие комбинации используются для их решения. А вот вручную выводить объект на режим, а затем включать регулятор это, извините, экзотика. Это мягко говоря. У автора чисто практическая задача.

Вы все путаете. И про задачу для Designer56, которую он не стал придумывать, поскольку понимает..., и про вручную (там речь шла о химических реакторах - большие такие и очень дорогие, и взорваться могут), и про автора топика, у которого то ли диплом, то ли курсовая... И ему сказали - рассчитать коэффициенты именно ПИД-регулятора, который известной формулой описывается, а не что-нибудь иное.
P.S. Вот в самом первом посте написано про диплом. Читайте. И раздел - образование называется.

[Designer56]

Вы все путаете. И про задачу для Designer56, которую он не стал придумывать, поскольку понимает...,

Меня отвлекли, простите... Абстрактно: критерий оптимальности регулирования- время установления системы (при скачкообразном, скажем, возмущении) с ошибкой регулирования дельта не более.... мин, сек, мсек, мксек. Относительно ручного вывода систем на режим- имеет место, часто употребляется. Вот, кстати, о печках. Это одно из немногих мест (в нефтехимии), где операторы не решаются отключить регулятор вообще- в силу инерционности этих самых печей.

В системах регулирования же химических и нефтехимических вещей, которые могут взорваться, а там таких- много, имеют место отдельные от контуров регулирования системы аварийной сигнализации и блокировки, куда операторам и простым киповцам доступ заказан.

[vapik]

Значит смотрите что я хочу сделать:
Я нагреваю нагревательный элемент до максимальной температуры,
затем включаю двигатель на максимум (точнее максимум, что может выдать преобразователь частоты),
делаю замеры температуры и температуру до какой он может охладить нагреватель,
по показаниям строю график, анализирую,
если характеристика похожа на апериодическое звено, то апроксимирую и нахожу постоянную времени.

[Tanya]

Значит смотрите что я хочу сделать:
Я нагреваю нагревательный элемент до максимальной температуры,
затем включаю двигатель на максимум (точнее максимум, что может выдать преобразователь частоты),
делаю замеры температуры и температуру до какой он может охладить нагреватель,
по показаниям строю график, анализирую,
если характеристика похожа на апериодическое звено, то апроксимирую и нахожу постоянную времени.

Вы на верном пути, но Вас не понять. Вы же писали, что не можете (не должны) менять ток(напряжение) нагревателя...
Вам нужно -
Включить нагреватель обязательно от стабильного блока питания и вентилятор на некоторые обороты. Не забыть измерить температуру воздуха!
Дождаться установления температуры. Изменить обороты немного. Измерять температуру от времени. Построить график. Можно не очень долго ждать... аппроксимировать на ходу.
Последнюю процедуру повторить при других начальных оборотах.
Думается, 5-ти таких измерений хватит для диплома.
Смотреть на графики и думать.... думать... много думать.

В системах регулирования же химических и нефтехимических вещей, которые могут взорваться, а там таких- много, имеют место отдельные от контуров регулирования системы аварийной сигнализации и блокировки, куда операторам и простым киповцам доступ заказан.

Вы тоже путаете? Видели где-нибудь автомат для автоматического запуска (розжига) реактора и запуска в нужное время всех этих блокировок? Аппаратчик рулит....

[ukpyr]

залил несколько книг и статей по ПИДу в /upload/books/TAU/PID, может, пригодятся...

довольно интересные:

Магергут В.З.Инженерные методы расчета оптимальных настроек промышленных регуляторов, Олссон Г.Цифровые системы автоматизации и управления, Yu C.Autotuning of PID controllers, Wang Q.PID control for multivariable processes, Visioli A.Practical PID control, Silva G.J.PID controllers for time-delay systems, O'Dwyer A.Handbook of PI and PID controller tuning rules, McMillan G.K.Good tuning.A pocket guide, Johnson M.A.PID control.New identification and design methods, Hippe P.Windup in control, Astrom K.J.PID controllers.Theory,design,and tuning.

Сообщение отредактировал ukpyr - Apr 23 2010, 19:47

[vapik]

Вы на верном пути, но Вас не понять. Вы же писали, что не можете (не должны) менять ток(напряжение) нагревателя...
Вам нужно -
Включить нагреватель обязательно от стабильного блока питания и вентилятор на некоторые обороты. Не забыть измерить температуру воздуха!
Дождаться установления температуры. Изменить обороты немного. Измерять температуру от времени. Построить график. Можно не очень долго ждать... аппроксимировать на ходу.
Последнюю процедуру повторить при других начальных оборотах.
Думается, 5-ти таких измерений хватит для диплома.
Смотреть на графики и думать.... думать... много думать.

Менять ток не могу, но включить и подождать пока резистор нагреется до своей максимальной температуры - могу.
Нагревательный элемент (резистор) у меня питается от обычной сети (~220 V).
Допустим нагрел я его до 100 градусов (навскидку), выше он не греется (т.к. напряжение и сопротивление фиксированное).
Далее я включаю двигатель на максимальные обороты (точнее на максимум, что может выдать ПЧ, (у меня сигнал внешнего управления на нем 0..5 В, я подаю 5 В)
Почему на максимальные? Я хочу с имитировать ту самую ступеньку, единичное воздействие 1(t)

То есть вот, что я надеюсь получить:


Далее инвертируем график, нормируем ось ординат и получаем

Таким образом мы получаем переходную характеристику, по которой видно, что это апериодическое звено и определить постоянную времени - дело техники.

Но, это я предполагаю, что так должно получиться.

А получится ли?
Еще вопрос: зачем снимать характеристики на разных оборотах?

залил несколько книг и статей по ПИДу в /upload/books/TAU/PID, может, пригодятся...

А как добраться до этих директорий?

[ukpyr]

А как добраться до этих директорий?

http://uploading.com/files/ce3a369a/pid.tgz/

[Tanya]

Менять ток не могу, но включить и подождать пока резистор нагреется до своей максимальной температуры - могу.
Нагревательный элемент (резистор) у меня питается от обычной сети (~220 V).

Еще вопрос: зачем снимать характеристики на разных оборотах?

Обратите внимание, что мощность, выделяющаяся в виде тепла на резисторе квадратично зависит от напряжения.
Поэтому 10%-я вариация даст 20% вариацию мощности. Кривые Вы наполучаете самые причудливые, если повезет.
Надо, может быть, выпрямить и стабилизировать. Или регистрировать и учитывать, но это грустно.
А воздушный поток (скорость), обдувающий резистор, сложным образом зависит от оборотов, а теплоотдача тоже может быть сложной функцией от потока.
Если повезет, то при малых изменениях потока, может оказаться почти линейной.

[Designer56]

Вы тоже путаете? Видели где-нибудь автомат для автоматического запуска (розжига) реактора и запуска в нужное время всех этих блокировок? Аппаратчик рулит....

Я же не об этом.

[gte]

Вы тоже путаете? Видели где-нибудь автомат для автоматического запуска (розжига) реактора и запуска в нужное время всех этих блокировок? Аппаратчик рулит....

Очень актуальные примеры у Вас. Видели ли Вы в упоминаемых вами производствах регуляторы выполненные на ОУ и микроконтроллерах AVR, ARM или подобных? Или все же еще есть на ОУ?

[Tanya]

Очень актуальные примеры у Вас. Видели ли Вы в упоминаемых вами производствах регуляторы выполненные на ОУ и микроконтроллерах AVR, ARM или подобных? Или все же еще есть на ОУ?

Там зоопарк. Все есть. И гидропривод. И на лампах, возможно, сохранились. И вентили руками открывают. А почему Вы спрашиваете?
Хотите им свои регуляторы предложить?
А примеры были к тому, что есть технологический процесс со своим регламентом - давление, температура и расход во множестве точек должны быть в некотором коридоре. Тогда процесс устойчив и стационарен. И регуляторы все это поддерживают.
Но попасть в эти коридоры автоматически (плавно или с перебросами) просто невозможно и опасно. Это намного сложнее, чем вывод на режим, например, генераторов ГЭС. А размеры побольше будут. Можете представить себе трубу диаметром ... метров 6. Внутри давление весьма приличное и газы весьма опасные. И катализатор светится. И это только реактор. Малая часть, если учесть агрегаты до и после него.
Естественно, реакторы непрерывного действия останавливают редко. А при авариях происходит неслабый выброс.

[gte]

Там зоопарк. Все есть. И гидропривод. И на лампах, возможно, сохранились. И вентили руками открывают. А почему Вы спрашиваете?

Да? Можно адрес по точнее, чем "там", где на лампах или чем то подобном? А гидропривод к ПИД регулятору имеет какое либо отношение?

[vapik]

Tanya, gte Спасибо вам.
Сейчас еще про ПИДы скачаю, начитаюсь и буду вам объяснять про регуляторы в реакторах

[Tanya]

Да? Можно адрес по точнее, чем "там", где на лампах или чем то подобном? А гидропривод к ПИД регулятору имеет какое либо отношение?

Вы не поверите, - бывает пневмоавтоматика с усилителями, интеграторами, и регуляторами и прочими делами на трубочках, мембранах, клапаночках и сжатом воздухе. И весь привод входит в контур регулирования.

Tanya, gte Спасибо вам.
регуляторы в реакторах

Нет, регуляторы снаружи. Было дело - делала. Реактор... 3 этажа. Выход на режим - больше суток. Выход из режима - еще дольше.
Страшно было, если честно. Точно уже не помню, сколько там было регуляторов... штук 12 или 9... На три делилось.
Вот как раз тот случай, когда автоматический (почти) был розжиг.

[gte]

Вы не поверите, - бывает пневмоавтоматика с усилителями, интеграторами, и регуляторами и прочими делами на трубочках, мембранах, клапаночках и сжатом воздухе.

Я представляю, для чего может использоваться гидропривод, где можно поставить пневмоавтоматику, а где ставится пром контроллер с резервированием и "горячей" заменой модулей, так что лучше вернутся в теме топика.

[Designer56]

Нет, регуляторы снаружи. Было дело - делала. Реактор... 3 этажа. Выход на режим - больше суток. Выход из режима - еще дольше.
....

Обычная нефтеперегонка- АВТ- на режим месяц выходит. Которая бензин- керосин делает. Конечно, на полную производительность.

[Tanya]

... так что лучше вернутся в теме топика.

Вы спрашиваете - я вежливо отвечаю.
А Вы поделитесь алгоритмом настройки ПИДа с 6 параметрами?

Обычная нефтеперегонка-

Без крекинга? А почему так долго?
У меня были реакторы окисления с мерзким содержимым. При неправильном разогреве-охлаждении могли треснуть с красивыми последствиями.
Теплоноситель - селитра, внутри органика. Снаружи - тоже. Их было бы жалко. Знакомые... Еще хорошо, что сидели сверху...

[Designer56]

Без крекинга? А почему так долго?

Это если нужно бензин/керосин и все остальное по Гост получать. Вот примерно месяц колонны гоняют на циркуляции. Сейчас- не знаю, может и объехали природу. Бензин, говорят, паршивый. Октановое напрямую только военные контролируют при приемке.

[vapik]

Еще такой вопрос:

Существует ли такое пороговое значение отношения (научно-обоснованное) µ=Tкв/T, при котором регулятор можно считать непрерывным и учитывать в расчете коэффициентов время квантования не нужно ?
где Tкв - время квантования,
T - время установления сигнала.

Если такое существует, то скажите его название, пожалуйста?

[Evgeny_V]

Здравствуйте. Кинте пожалуйста http://uploading.com/files/ce3a369a/pid.tgz/ на e-mail.

Сообщение отредактировал Evgeny_V - Jun 25 2010, 10:23

[vapik]

Всем спасибо за помощь.
Система работоспособна и выполняет поставленные задачи.
Дипломный проект защищен на отлично.

Отдельная благодарность Tanya и gte

Сообщение отредактировал vapik - Jul 3 2010, 08:18

[Evgeny_V]

Все, http://uploading.com/files/ce3a369a/pid.tgz/ уже нет.

[верундель]

кто-нибудь помогите студенту-из каких компонентов состоит цифровая фоторамка.корпус,разъемы,динамики,дисплей понятно,а внутри.плата,процессор и т.п." микросхема состоит из...+ провода и т.д"на примере любой фоторамки.

[ustus]

Добрый день,

пожалуй подниму эту тему вновь, так как возникла схожая проблематика.

Итак, есть у меня уже настроенный ПИД регулятор для регулирования помпы, вернее говоря объемного расхода.
По переходному процессу в разомкнутом контуре могу судить, что у меня помпа представляет из себя элемент задержки с усилительным звеном.
K= 1.2. tau = 6 [s]
Все эмперические формулы для настройки ПИД регулятора, что мне встречались расчитаны на апериодические звенья от первого порядка и выше..
Подскажите, как зная лишь коэффициент усиления звена и время задержки посчитать новые коеффициенты ПИ или ПИД регулятора?