Не могу добиться устойчивости работы шим регулятора, шим регулирование Опции

[defunct]

Барин - не барин, а совет дельный! Если Вам, уважаемый не нравится моя форма изложения, то прошу не читать их совсем. Мне ваша критика не к чему. Я еще раз настою на своем. Никакие быстродействующие АЦП не помогут, да и количество данных такое не к чему. Нужна реализация програмного хотя бы ПИ регулятора, который бы застабилизировал систему. На реализацию и отладку такого у меня ушло не мало времени. А уже вывести управляющее воздействие на ШИМ - это не сложно.

Понимаете, хоть эта тема и не моя, но я волей-неволей принимал в ней учаcтие. Тут приходите Вы и своим постом перечеркиваете все, что в этой ветке обсуждалось ранее. Конечно, не мне Вас учить, но оно со стороны выглядит не сильно красиво ;>

Разумеется, Вы дали ценный совет, с этим не поспоришь, но не все же такие специалисты в этой области (ТАУ) как Вы. Поэтому не могли бы Вы вкратце объяснить для "темных" принцип работы пропорционально интегрального (ПИ) и пропорционально интегрально дифференциального (ПИД) регуляторов или дать ссылки на материалы где можно об этом почитать. Потому что не все здесь располагают временем на поиск книг (не говоря уже о прочтении) по ТАУ. А вот вопрос, затронутый в этой ветке, думаю интересен для многих.

С уважением.

[Kovrov]

что таое пид регулятор штука известная и языком аналоговой техники это все можно реализовать и это ни для кого не секрет!
Но основной интерес это реализация программного алгоритма (ов) п - пи -пид.... регуляторов

). Грубовато получается. Имхо, какие алгоритмы ни строй, надо сначала увеличить разрядность ШИМ.

разрядность шим на авр увеличить не представляется возможным физически, исходя из мега 16
на 16 мгц..
да и как показала практика в моем случае изменение длительность на 2-4 еденицы, результата не дает в рамках резолюции ацп

Сообщение отредактировал Kovrov - Mar 31 2006, 14:21

[DS]

Регуляторы здесь совершенно не причем, всякая (почти) система с обратной связью представляет собой ПИ регулятор. А ТАУ причем, и вот в чем дело -

для того, чтобы петля регулирования была устойчива, она должна иметь коэффициент усиления меньше 1 для частоты, на которой сдвиг фазы набегает в 180 градусов. Иначе система не будет устойчивой.

Пользуются обычно для этого пропорционально - интегральным регулятором. Он состоит из двух каналов - просто усилителя сигнала ошибки и интегратора (фильтра первого порядка фактически), их выходы суммируются и создают сигнал обратной связи. Подбирая (или высчитывая) коэффициенты пропорционального и интегрального канала, добиваются выполнения условия устойчивости. Так что надо в алгоритм управления ввести фильтр первого порядка и подобрать его характеристики (если не критично время реакции, то можно отказаться от пропорционального канала). Фильтр первого порядка тут по-моему уже описывали. Ресурсов он почти не жрет.

Очень желательно, чтобы в управляемой системе не было резонансов (например П-фильтров из катушки и 2 конденсаторов), тогда добиться качественного управления в нужной полосе моет оказаться сложно или невозможно.

Сообщение отредактировал DS_ - Mar 31 2006, 14:25

[Kovrov]

. Подбирая (или высчитывая) коэффициенты пропорционального и интегрального канала, добиваются выполнения условия устойчивости.

А как бы вы предложили высчитать эти коэффициенты?

[Starick]

Регуляторы здесь совершенно не причем, всякая (почти) система с обратной связью представляет собой ПИ регулятор. А ТАУ причем, и вот в чем дело -

Что значит ВСЯКАЯ система с обратной связью представляет собой ПИ регулятор??? БРЕД!!!! ПИ регулятор - он и есть ПИ регулятор...
Ты попробуй обороты движка застабилизировать просто введя обратную связь по скорости!!! Ну например: двигатель постоянного тока- Энкодер-контроллер-ШИМ. Да вроде бы все просто, Есть установленные обороты и измеренные. Вроде находим ошибку и пихаем в ШИМ, а движок - бедолага начинает колбасится, то разгоняется, то тормозит...Что такое происходит?? Да ничего, просто движок представляет собой апериодическое звено, у которого есть своя постоянная времени и тому подобное, ТАК ВОТ. НОРМАЛЬНАЯ система стабилизирующая с обратной связью должна иметь вид (для нашего случая): двигатель постоянного тока- Энкодер-контроллер- ПИД -ШИМ. По поводу коэффициентов ПИД регулятора, ТО ИХ НУЖНО ПОДБИРАТЬ НА ГОТОВОМ ОБЪЕКТЕ.

[DS]

Если Вы вчера прочитали учебник по ТАУ, не надо спешить учить всю окружающую публику, тем более в таком стиле.

Система с прямой обратной связью тоже вариант ПИ регулятора, с большим усилением П звена и малой постоянной И звена.

Кстати, если двигатель нагружен, напрмер, только на маховик, то достаточно будет только интегрального звена. Коэффициенты в случае двигателя не подбираются, а вполне даже вычисляются. Кстати, если кроме скорости, надо еще и угол стабилизировать, то Вы не обойдетесь ПИД регулятором - тут уже случай двухкоординатного управления.

[defunct]

Что значит ВСЯКАЯ система с обратной связью представляет собой ПИ регулятор??? БРЕД!!!! ПИ регулятор - он и есть ПИ регулятор...
...
двигатель постоянного тока- Энкодер-контроллер- ПИД -ШИМ. По поводу коэффициентов ПИД регулятора, ТО ИХ НУЖНО ПОДБИРАТЬ НА ГОТОВОМ ОБЪЕКТЕ.

Уважаемый, обилие восклицательных и вопросительных знаков в ваших постах, а также обилие CAPS символов не добавляет смысла вашим сообщениям, а лишь показывает уровень автора...
Вам был поставлен конкретный вопрос: "что такое ПИ/ПИД регулятор и какова будет его программная реализация?" А вы дальше продолжаете говорить о том, что его (всмысле регулятор) надо использовать и точка, т.о. подрывая доверие ко всем вашим постам.

[fortan]

В баталии такого уровня лучше не влазить.Я только предложу посмотреть на материалы страницы http://www.ineltek.ru/html.cgi/txt/app/micros/avr/AVR495.htm .Там по моему многогранно об этом описано + код.Может пригодится в вашей разработке.Контроллер правда не бюджетный, но для такого оборудования по моему не жалко....

Сообщение отредактировал fortan - Mar 31 2006, 17:15

[DS]

. Подбирая (или высчитывая) коэффициенты пропорционального и интегрального канала, добиваются выполнения условия устойчивости.

А как бы вы предложили высчитать эти коэффициенты?

Для блока питания их вычисление вполне реально, потому что можно полностью расписать диф. уравнения, все L, C, R более или менее точно известны. Методики расчета есть в книжках по ТАУ, наверняка здесь на FTP имеются. В ТАУ все сводится к вычислению коэффициентов в представлении диф. уравнений системы через преобразование Лапласа. Если использовать только интегрирующий канал, то достаточно вычислить для разомкнутой системы коэффициент усиления на частоте, на которой фаза повернется на пи, и выбрать такую постоянную интегрирования, которая сделает коэффициент усиления замкнутой системы на этой частоте меньше 1. Если будете использовать ПИ алгоритм, алгоритм расчета смотрите в книжке.

Интегратор с насыщением на AVR делается элементарно, никаких потерь времени не будет. Умножение аппаратное есть, поэтому умножить на коэффициент тоже не сложно. А большего и не надо.

Хорошая книжка по этому вопросу - Гудвин и др. Проектирование систем управления.

Сообщение отредактировал DS_ - Mar 31 2006, 18:03

[Stanislav]

Для блока питания их вычисление вполне реально, потому что можно полностью расписать диф. уравнения, все L, C, R более или менее точно известны...

В том-то и дело, что плясать нужно именно от них, тогда будет поменьше "мудрых" замечаний по поводу ПИ - регуляторов. Только вот автор темы, похоже, придаёт этому слишком уж второстепенное значение...

[Starick]

Я в основном практик, так как теория почти всегда не совпадает с практикой, то я бы хотел узнать у гостей данного топика, которые только и делают, что приводят лишь в свой довесок теорию об автоматическом управлении, кто-нибудь реально собирал цифровую систему стабилизации какого-нибудь параметра? И с какими проблемами сталкнулся? Или так, где-то услышал, что-то не допонял, по - своему пересказал?
По поводу, что любая обратная связь - есть ПИ регулятор. Профессор спрашивает у студента:" Есть ли у слона крылья?". Студент отвечает: "Есть, только они стремятся к нулю".

[defunct]

Я в основном практик, так как теория почти всегда не совпадает с практикой, то я бы хотел узнать у гостей данного топика, которые только и делают, что приводят лишь в свой довесок теорию об автоматическом управлении, кто-нибудь реально собирал цифровую систему стабилизации какого-нибудь параметра? И с какими проблемами сталкнулся? Или так, где-то услышал, что-то не допонял, по - своему пересказал?
По поводу, что любая обратная связь - есть ПИ регулятор. Профессор спрашивает у студента:" Есть ли у слона крылья?". Студент отвечает: "Есть, только они стремятся к нулю".

Знаете, а ведь в довесок к своим сообщения ТАУ приводите именно Вы.. До вашего появления, как ни странно никто даже и не упомянул о ней..

Лабораторный БП будет считаться цифровой системой стабилизации какого-то параметра? Проблем никаких (кроме калибровки АЦП): требуемое напряжение -> код -> ЦАП -> Силовая часть -> ФНЧ -> АЦП -> корректировка кода. Только боюсь такой пример автору ветки не поможет, у него задача сложнее.

Все не могу понять, или вам жалко поделиться опытом или просто нечего сказать.

[Kovrov]

Пока вы тут дискуссировали дело то двигается...
девайс удалось застабиллизировать....
очень помогло вот это
http://lib.com.ru/Technics/kr_te_d_32.htm
долго врубался... когда врубился сделал как сам это вижу...
всетаки соглашусь со Стариком в том что только практика и ещё раз практика
теория дело хорошее - ну это какбы немного отличающиеся вещи....
плохо или хорошо получилось скажу позже...
а пока жду печ плат и девайс отправиться на экспертизу...
после чего расскажу что и как!
поповоду программной реаилизации регуляторов
вопрос остается открытым
хочется посмтреть все таки изящность программного решения - ибо уделяю этому достаточную серьезность :-)

Сообщение отредактировал Kovrov - Apr 1 2006, 05:25

[DS]

На AVR под рукой нету примера ПИ регулятора, который можно было прям выдрать и сюда положить. А вот для 286 есть, думаю переписать на AVR не составит труда.

lim уровень насыщения входа, ks - setpoint, k2 - интегральный коэффициент, k1 - пропорциональный коэффициент. Выход беззнаковый, поэтому в конце производится манипуляция со знаковым битом.

в AX входное значение
mov bx, lim
add ax, ks
jo c61
cmp bx, ax
jl c61
neg bx
cmp ax, bx
jl c61
c63: mov bx, ax
mov cx, k2
imul cx
add word ptr sgm, ax
adc word ptr sgm+2, dx
jo a94
mov ax, bx
mov cx, k1
imul cx
add ax, word ptr sgm
adc dx, word ptr sgm+2
jo a82
xor dh, 80h
a85: в Dx результат


a82: js a84
xor dx, dx
jmp a85
a84: mov dx, 0ffffh
jmp a85
a94: js a99
xor dx, dx
mov word ptr sgm, dx
mov word ptr sgm+2, 8000h
jmp a85
a99: mov dx, 0ffffh
mov word ptr sgm, dx
mov word ptr sgm+2, 7fffh
jmp a85
c61: mov ax, bx
js c63
neg ax
jmp c63

Сообщение отредактировал DS_ - Apr 1 2006, 06:50

[Kovrov]

Все не могу понять, или вам жалко поделиться опытом или просто нечего сказать.

могу сказать как я делал очень пид регулятор..
Kp = коэффицент пропрц.
Ki = интегр постоянная
Kd = дифф постоянная
[П] proporc = Kp*(Ustavka_i-izm)
[И] INT = (Tpwm*Kp*(ustavka_I-izm)/Ki
[Д] Diff = (Kd*Kp*(LAST_izm-izm))/Tpwm

OUT(pid) = Diff+INT+proporc
;========================
вообщем для одной из старых задач это прокатило
для стабилизации тока нет - в силу малого разрешения сигнала ос.
конечно надо было в цепь ос поставить ОУ с ку=4 это бы наверняка спасло. но я пошел несколько иным путем о чем позже сообщу...

Сообщение отредактировал Kovrov - Apr 1 2006, 13:22