ТАУ. В чем посоветуете моделировать несложные системы ?, Например, сейчас нужно смоделировать П, ПИ и ПИД - регуляторы Опции

[kovigor]

Simulink ? Или что-то другое ?

Дополню, чтобы было яснее. Читаю теорию и хочу немного попрактиковаться. Итак, задание - поддерживать обороты коллекторного моторчика. Три регулятора - П, ПИ и ПИД, соответственно имеем три маленьких исследовательских задачи.
Собрал макет - на дощечке укрепил коллекторный моторчик на 12В. Через резиновый ремешок он приводит в движение тахогенератор (обычный моторчик от CD-ROM'а). И еще, через такой же ремешок он приводит в движение второй моторчик от CD-ROM'а, который работает в генераторном режиме, нагружен на переменный проволочный резистор и служит нагрузкой, изменяя которую, можно подгружать или разгружать приводящий в движение всю эту систему моторчик на 12В.
Дальше я хочу экспериментально снять характеристики этого макета, ввести их в программу моделирования и смоделировать интересующие меня регуляторы ...

[syoma]

Я никак не донесу мысль sm.gif Почему не станет яснее? Вот Вам предлагают в моделировании те самые колеса со шкивом, Вы уверены, что там уже зашито, что коэффициент передачи зависит от нагрузки и как зависит? А написали сами - сами и знаете, как.
И еще, когда пишете сами, Вы редуцируете модель, выделяя главное и пренебрегая второстепенным, это тоже формирует понимание процесса. Писатели симуляторов тоже сделали такое редуцирование, ибо нефозможно зашить в программму вообще все. Но это сделали они.

Если я правильно понимаю, то суть дискуссии заключается вообще в так называемом движке моделирования - собственно как описывается и решается модель. Т.е. вы предлагаете писать свой движек на Си, учитывая специфику конкретной модели.

Следует заметить, что при этом есть продукты, которые уже предлагают готовые движки. И, ессно, понятно, что для определенной задачи движек для моделирования будет также свой. Например, все мы знаем, что Spice хорошо подходит для моделирования электронных процессов. Но попробуй его применить для механики или HDL кода - явно не то.

Поэтому даже тот же маталаб предлагает применять разные движки для разных моделей. Например Simulink - контроль. Stateflow - моделирование автоматов состояний. Simscape - физические процессы, при том SimPowerSystems - силовая электроника и электрика. Другие симуляторы включают другие движки - тот же Simplorer умеет хорошо 2D-термодинамику делать. Maxwell - FEM и т.д. И из этого вытекает, что

Вот Вам предлагают в моделировании те самые колеса со шкивом, Вы уверены, что там уже зашито, что коэффициент передачи зависит от нагрузки и как зависит?

Это ессно зависит еще от того, какой движек выбрать. С одним это легко моделируется, с другим - это невозможно.

Но неоспорима еще пара свойств готовых симуляторов
- во- первых есть выбор. Не устраивает реализм фильтра в симулинке - вперед, рисуй схему в SimpowerSystems и проверяй. В одной и той же среде это займет гораздо меньше времени, чем переписывать все в Си.
- моделирование в разных домейнах. Например контроллер в симулинке, а объект - физический - гидравлика или электросхема. Приводить все в один вид - это трудоемко и не нужно. А так - все вместе легко проверяется.

[AlexandrY]

Если я правильно понимаю, то суть дискуссии заключается вообще в так называемом движке моделирования - собственно как описывается и решается модель. Т.е. вы предлагаете писать свой движек на Си, учитывая специфику конкретной модели.

Дискуссия уперлась в то, что Simulink сравнивается с неким абстрактным C-и. Т.е. конкретный интструмент с абстракцией. Если на то пошло, то сам Simulink написан на C-и.
Я конечно знаю, что средств писать на С-и не так уж много: MS Visual Studio, да C++ Builder.
Но мы тут притворяемся что на C-и пишется в вакууме и не догадываемся о каких библиотеках и ограничениях может идти речь.
Вот и интересно насколько можно поддерживать аргументацию за C-и так и не назвав конкретные инструменты. С тем же успехом можно продвигать ассемблер.

[Fat Robot]

Отличительные особенности компьютерного симулятора физических (в частном случае электрических) процессов: 1. Модель часов (т.е. понятие времени) 2. Модель параллельно протекающих процессов.

Наверное, это основное. Все остальное: движок-solver, организация связей, интерфейсы, адаптация шага, встроенный анализ сходимости - это уже вторично.

Simulink и Spice изначально этими свойствами обладают, т.е. из коробки предоставляют этот уровень абстракции, т.е. если например вы подключили в симуляторе RC-цепочку к гидравлическому цилиндру посредством клиноременной передачи, то при подаче воздействий вы в моделируемом времени увидите то же поведение, что и в реальной жизни с точностью до учтенных в модели эффектов. Как будет описана модель и/или ее составные части: диф. уравнениями, передаточными функциями, пространством состояний, схемой, аналогиями или как-то еще - совершенно не важно.

Ни с++, ни машинные коды этими свойствами изначально не обладают.

[kovigor]

Сложная какая-то дискуссия для меня получилась, я еще до таких высоких материй не дорос.
А дорос вот до чего. На ATMEGA8 сделал простые П - и ПИ - регуляторы, управляющие нагревателем. Нагреватель - обычная стоваттная лампочка, мощность в которой регулируется с дискретностью в один процент путем пропуска соотв. количества полупериодов питающей сети. В качестве ключа использован симистор. Датчик - обычный DS18b20. Он прижат к лампочке жесткой резинкой.
Все работает. Как и ожидалось, П-регулятор не может свести к нулю рассогласование между заданным значением температуры и реально существующим значением. С увеличением коэффициента усиления регулятора разность уменьшается, но никогда не достигает нуля.
Поэтому я сделал ПИ - регулятор. Проблема с рассогласованием решилась, зато появилось перерегулирование, и с этим нужно бороться, а это очень непросто. Например, я довольно быстро подобрал коэффициенты усиления так, чтобы перерегулирование не превышало 5%. Вроде бы, неплохо, но хочется еще лучше. А вот здесь возникают проблемы. При увеличении коэфф. усиления интегратора увеличивается перерегулирование. При уменьшении оно уменьшается, но недопустимо затягивается переходный процесс. После примерно однодневного подбора коэффициентов я сделал вывод, что теория права - регулятор нужно расчетным путем подгонять под объект. Вот здесь есть интересная статья. Там, правда, написано про электромотор, а не про нагреватель:

http://www.dynsoft.ru/PID.php

Аналогичной статьи про нагреватель я пока не нашел. Посему я пока отложу нагреватель в сторонку и вернусь к собранному и лежащему в шкафу стенду с моторчиком ...

[Tanya]

Сложная какая-то дискуссия для меня получилась, я еще до таких высоких материй не дорос.
А дорос вот до чего. На ATMEGA8 сделал простые П - и ПИ - регуляторы, управляющие нагревателем. Нагреватель - обычная стоваттная лампочка, мощность в которой регулируется с дискретностью в один процент путем пропуска соотв. количества полупериодов питающей сети. В качестве ключа использован симистор. Датчик - обычный DS18b20. Он прижат к лампочке жесткой резинкой.

После примерно однодневного подбора коэффициентов я сделал вывод, что теория права - регулятор нужно расчетным путем подгонять под объект. Вот здесь есть интересная статья. Там, правда, написано про электромотор, а не про нагреватель:

http://www.dynsoft.ru/PID.php

Аналогичной статьи про нагреватель я пока не нашел. Посему я пока отложу нагреватель в сторонку и вернусь к собранному и лежащему в шкафу стенду с моторчиком ...

У Вас не очень хорошо сделано.
Лампочка - нелинейный элемент с большим температурным коэффициентом сопротивления.
Ваш вывод о необходимости расчетов опровергается достаточностью простых экспериментальных итерационных процедур.
Мотор, печка, элемент Пельтье..... все это моделируется конденсатором с резисторами, так как уравнения не знают, что они обозначают.

[AlexandrY]

У Вас не очень хорошо сделано.
Лампочка - нелинейный элемент с большим температурным коэффициентом сопротивления.

При симисторном регулировании еще большая нелинейность между углом включения и мощностью.
(Линеаризация, полагаю, сделана не была )

А вот еще идея - не выполнять интегрирования, если ошибка слишком велика, скажем, превышает 5 градусов

... Надо будет это обдумать ...

В правльном направлении идете.
Еще с пару десятков таких эвристических правил и у вас получится классическое управление методом fuzzy logic.