ПИД на ОУ такого типа

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Устройство нестабильно по постоянному току, т.е. в аббревиатуре "ПИД" буквочка "П" работать нормально не будет.

Важна не отдельная буква, а совокупность этих и других букв , которая, более чем, обеспечивает достойные параметры. Но это не из этого топика.

Вам указали на "слабое звено". Странно, что совокупность "более чем", а как работает - никому не ясно.

И кто же вам такое сказал?
Или сами придумали?
Подумайте, ведь это авторегулятор, а не просто усилитель.




Вот подробно, с картинками и формулами.
Весьма толково и наглядно для начинающих.
Эту инфу однажды на "мастерах" выкладывал авторитетный участник форума wim.

Спасибо, я в курсе, что это авторегулятор. Более того, подозреваю, что он будет работать в некоторых случаях.
Я также в курсе, что буква "П" здесь означает управляющий сигнал, пропорциональный сигналу ошибки. При бесконечности усиления ОУ говорить о пропорциональности управляющего воздействия смысла мало (а ведь топикстартеру почему-то нужен ПИД!). К примеру, в системах регулирования с большим запаздыванием получения сигнала рассогласования после изменения управляющего воздействия (например, в регуляторах температуры) добиться стабильности будет сложновато.

Категоричность суждений по этому вопросу выказывает поверхностность, а не глубину понимания собственно сути. Извините, но сказанное вами улыбает.
Поверьте, прежде чем советовать или рекомендовать, воспользуйтесь возможностью изучить вопрос.
Не ленитесь, а потрудитесь перед тем, как делать столь неосторожные выводы.

Спасибо, это почти то что надо.
P.S. Еще раз спасибо.
В первоисточнике это файл slup173.pdf (slup214.zip) из Юнитродовских семинаров за 2001 год.


Это тема другого топика. Вам я бросил в личку ссылку с параметрами источника полученными по совокупности.

Журнал СТА: http://www.cta.ru/issues/ . Там есть рубрика "В записную книжку инженера". В ней был цикл публикаций по поводу реализации ПИД-регуляторов и теория и практика. Поищите по номерам, вроде, всего четыре статьи было.

А самостоятельно посчитать? Вспомнить комплексные числа.
Или подсмотреть В Титце с Шенком.

Марти Браун. Источники питания, расчет и конструирование. стр.232 (компенсация с двумя полюсами и двумя нулями)

Спасибо, немного не то.

Спасибо.
Стоит пояснить. У меня обратная задача. Я хочу попробовать сделать регулятор на основе ПАИС Anadigm для чего из отлаженного когда-то регулятора надо извлечь коэффициенты для AnadigmPID.

Как на экзаменах когда-то? Когда спрашивали формулу, а я ее не помнил (память такая), то мне приходилось делать вывод что бы ответить.
Думаю, что мне сейчас долго придется сидеть, не хотелось бы.

Вот по ссылке (8,4 МБайт) лекции для студентов томского политехнического университета. Так там в главе 11.16 есть именно то, что мне надо, только полностью дописать не смогли. Видимо страницу с которой писали кто то обгрыз. И боюсь, не без ошибок.

Если только в оригинале. В русскоязычном варианте пёрлы переводчиков просто поражают.
"двойной нулевой полюс", или как там было... и прочие фразеологизьмы лишают написанное всякого смысла.

Вот и выбирайте. Можно же и дальше пойти. Все формулы забыть. Считать только численно. В эмуляторе все можно "посчитать".
Или он за нас. Многие так и делают. Но при этом заметно страдает понимание. Что очень заметно.

В какой программе можно извлечь коэффициенты для пропорциональной интегральной и дифференциальной составляющих регулятора из моей схемы на ОУ?
или Вы советуете делать их подбор для получения идентичности характеристик?

И при чем здесь понимание. Если кто из своего понимания может быстро сделать вывод формул расчета этих коэффициентов для моей схемы пожалуйста, предложения в личную почту, можно и денег заплатить.

Например эта - NI LabVIEW PID and Fuzzy Logic Toolkit for Windows. При желании этот тулкит можно найти в сети на 1150 долларов дешевле, чем указанно по ссылке.

В ней можно нарисовать схему PID на ОУ и извлечь из нее требуемые коэффициенты?
Я правильно понял?

вот еще посмотрите ...
ПИД регулирование (ПИД регулятор) на практических примерах или, - PID Not for PhD. Copyright © 2007 Alex Demyanenko

А зачем Вам нужно извлекать коэффициенты?
Формулу могу дать бесплатно... Или нет, - переведите деньги на благотворительность. Согласны?
1. R3 небольшого номинала для того, чтобы увеличить входное сопротивление до этого значения на высоких частотах. Чтобы не убивать предыдущий каскад. При расчетах не будем это учитывать.
2. Примерно для этого же и C1. Для ограничения шумов дифференцирования. Я немножко не так делаю - конденсатор небольшой емкости включаю параллельно R1.
3 Ответ. П-член = R1/R2+C3/C2. Если второй член мал по сравнению с первым (так и должно быть!), то постоянная времени интегрирования = R1C2, а дифференцирования - C3R2.
Еще раз - зачем Вам это?

И всё-таки, я чего то не понимаю. Разве не должно быть в схеме ОС по постоянному току?

Интегральный член ее убивает. Постоянное (по частоте) усиление имеет место после падения усиления интегральным, но до повышения его же дифференциальным членом. Если замкнуть конденсатор интегратора, то появится.

Ваши предположения по значению R3 и и что R1/R2 >> C3/C2 не соответствуют реальным. А С1, естественно, достаточно мал (меньше С2 раз в 30+-). В результате погрешность прикидывания на "пальцах" будет слишком большая.

Я уже писал. Хочу попробовать ПАИС Anadigm для схем, в которых есть ПИД регуляторы.
Для чего из отлаженных когда-то регуляторов надо извлечь коэффициенты для встроенного инструмента AnadigmPID.

Если это так, то это значит, что у Вас постоянная времени интегратора сравнима с постоянной времени дифференциатора. А должна на порядок отличаться. И в результате получается ИД- регулятор. Скажу еще, что параметры регулятора могут отличаться довольно сильно - процентов на 30. При этом процесс регулирования будет почти одинаковый. Иными словами, - нет "оптимальной универсальной" настройки. Если уж очень хочется, то можно учесть поправки на коэффициент 1+ то самое отношение.
Посмотрите в симуляторе усиление от частоты. Должна быть полочка в логарифмическом масштабе. Длина полочки - разность логарифмов обратных величин постоянных времени.

Если считать прикидочно (по Вашим формулам), то они отличаются больше чем на два порядка.

Это само собой

Да, я другого варианта пока не нашел.
Похоже надо подгонять характеристики моделей, так как на живом железе возится не хочется.

В какую сторону? Тогда все правильно.

Посмотрите AN-1162 от international rectifier, на странице 13 как раз ваш тип корректора с коэффициентами, передаточными функциями и ипримерами расчётов.



А там постоянка никуда не исчезает. Опора подаётся через R4 на неинверсный вход ОУ. А сигнал который мы регулируем, на инверсную ногу ОУ через R2.

Вы меня не поняли. Если вся схема, куда включен этот "ПИД" не охвачена ООС по постоянному току, то дрейф неминуемо должен завести её в насыщение, разве нет?

Абсолютно верно. Но обратная связь есть. В другом месте. Эта схема может управлять нагревателем, получая на вход ЭДС термопары, например. Или мотором... или...
И именно наличие интегральной компоненты (что Вас так пугает) и дает возможность убить статическую ошибку (между датчиком и задатчиком) в ноль.

Регулятор имеет на одном входе опорный сигнал постоянного тока.

Выходной сигнал регулятора управляет каким то внешним устройством так, что сигнал обратной связи от этого устройства (той же полярности, что и опорный) стремится быть равным сигналу опоры.

Сигнал на выходе регулятора (в среднем) изменяется медленнее, чем может изменится сигнал на выходе регулируемого устройства.

При таких условиях дрейф какой величины может вводить регулятор в насыщение?

В AN-1162, что любезно привел SergCh, за что ему большое спасибо, все хорошо написано с примерами использования в источниках питания. Резистор Rf2, которого нет на моей схеме, нужен только для нормировки напряжения.

Прекрасно понял. И понял что именно вы не поняли ))
Вот если бы мы последовательно с R2 например поставили конденсатор, то да связь по постоянке пропала бы.
И в разомкнутой системе выходной сигнал обязательно куда ни будь убежал бы.
А в замкнутой системе, для постоянного напряжения это усилитель с бесконечно большим коэффициентом усиления. И даже малейшее поползновение выходного сигнала от заданного приведёт к его медленному, но неотвратимому возвращению на место.

Это не совсем так. У ПИДа один вход, на который нужно подавать невязку - разность сигналов опоры и управляемой величины.
А для нарисованной схемы коэффициенты передачи отличаются. Вот если бы на неинвертирующий вход была навешена в землю такая же конструкция, как в обратной связи и на входе стоял бы не резистор, а такая же входная цепь, тогда бы да...


Там написано именно то, что я писала... Вы же писали, что у Вас где-то там не выполняется условие, что постоянная времени интегрирования много больше постоянной времени дифференцирования.

Совсем не пугает. Пусть убивает. Но если в схеме присутствует ещё петля ООС, другая, разве не должен учитываться коэффициент её передачи для расчёта П-звена?


Можете называть это "нормировкой напряжения", но, подозреваю (апнот не успел посмотреть), что это и есть обратная связь по постоянному току. А точнее, по напряжению. Которая и задаёт, собственно, величину выходного параметра.


Тогда странные вещи Вы пишете...

Да все так. В данном регуляторе сумматор конструктивно не отделим. Ни у меня, ни в конструкциях, приведенных в AN-1162.

Сумматор, конечно, можно навесить перед входом. Только борьба за чистоту структурного построения обойдется дороже, чем RC цепочка на не инвертирующем входе. А при срабатывании защиты еще и быстрый сброс опоры надо делать и свою скорость нарастания. Это все же не для печки.

Вот если бы Вы написали передаточную функцию.
А я написал только то, что номиналы в моем регуляторе не соответствуют Вашим предположениям, не более того.
Ну и почитать AN-1162 я не Вам посоветовал.




Зря подозреваете, лучше прочитать.

Посмотрите формулу 14 расчета данного резистора на 10 странице. Когда номинальное входное напряжение данного регулятора соответствует номинальному опорному то резистор равен числу деленному на ноль. Т.е. бесконечности.

Соответственно, в передаточную функцию этот резистор не включен.

Непонятно, о чем Вы...
ПИД-регулятор обычно делают для... универсальности. Если Вы точно знаете передаточную характеристику объекта управления и хотите ее скорректировать, то нужно точно подогнать соответствующую характеристику регулятора.
А ПИД - это такая штучка, в которой можно подстраивать только корытообразную частотную зависимость.


Вы же спрашивали про ПИД, который у Вас был нарисован. И это правильный ПИД, если подавать сигнал на инвертирующий вход. И нет никакой разницы, для печки или для ракеты.
А передаточная функция для ПИДа стандартная. Зачем ее писать?
Вот словами - коэффициент усиления равен константа (1 + jwTd -j/wTi).

Я спрашивал про литературные источники по конкретной разновидности реализации ПИД

Если подавать опору на не инвертирующий вход в данной схеме, то это будет такой же правильный ПИД контроллер. Правильные это не только те, которые в учебнике нарисованы в виде 3-х блоков и характеристики которых можно описать простым выражением.

Какие-такие литературные источники? А ПИД (настоящий) должен описываться именно таким простым выражением.
Иначе это не он. А то, что Вы нарисовали, не является ПИДом. Только при некоторых соотношениях между номиналами он в некотором узком частотном диапазоне будет похож на ПИД.

В которых описана данная разновидность, несколько уже нашлось.

Все правильно. Для Вас настоящий ПИД это ПИД-регулятор который описывается в учебнике тремя блоками, включенными параллельно.
Для меня ПИД контроллер, который включает три составляющие в разных комбинациях и последовательностях для достижения требуемой характеристики.
И здесь нет предмета спора.

А можно подробнее... а то я непонятливая на общие слова.
Даже квадратный трехчлен легко себе представляю. А вот Вашу фразу - никак.

Где Вы увидели общие слова?
Указанная в первом сообщении схема содержит пропорциональную, дифференциальную и интегральную составляющие. И они используются для обработки входного сигнала. Потому схема имеет в названии аббревиатуру ПИД.

В каких соотношениях они будут использованы и какие еще дополнительные элементы могут быть задействованы это определяется необходимостью решения конкретной задачи а не заботой о похожести характеристики на классическую и соблюдении чистоты структуры ПИД регулятора.

Вам виднее. Я это комментировать не буду.

Данная схема является ПИД только при определенных соотношениях параметров и только в определенном диапазоне частот. В общем случае это не ПИД. Так же как обычная RC цепь только при определенных условиях является интегрирующей или дифференцирующей.
Если я не ошибся в выкладках, передаточная функция этой цепи (пренебрегая C₁)
[(T₁(T₂+T₃)p² + (T₁+T₂+T₃)p + 1] / [T₄p(T₃p + 1)], где T₁ = R₁C₂, T₂ = R₂C₃, T₃ = R₃C₃, T₄ = R₂C₂.

При T₃p<<1 эта схема сводится к стандартному ПИД

Совсем не так.
В числителе должны быть два отдельных ноля, а не один двойной.
В знаменателе должно быть три полюса. Ну или два полюса и чисто интегральное звено.

Wпид=K(pT1+1)(pT2+1)/(pT3+1)(pT4+1)(pT5+1)

Вы уточните, о чем пишете. О ПИД или о стандартном ПИД.

В реальном ОУ усиление никогда не бывает бесконечным. А это означает, что для конкретной ральной схемы можно изобразить идеальный ОУ с ОС в виде резистора в Х мегаом. То есть П составлющая как бы никуда не делась, она лишь спряталась И если вы в ПИД регулятор поставите тупой ОУ с малым усилением (а такие в природе тоже есть), то сможете эту П составляющую увидеть невооруженным глазом А для ОУ с Ку от 10к и выше эта П составляющая будет заметна при DC составляющей на уровне входных смещений.