ПИД-регулятор для программиста/эмбеддера, Помогите новичку разобраться с ПИД регулятором, пожалуйста Опции

[Гость_masterpc_*]

Приветствую всех обитателей этого форума!!! Я зарегистрировался как только нашел в инете такой вот замечательный форум. Я програмист микроконтроллеров, в настоящее время у меня стоит в стопоре проект управления вентиляцией. Суть проблемы в следующем:

Есть LM24A-SR-привод с аналоговым управлением 24 В~, Управляющий сигнал 0…10 В. Управляющий сигнал создает микроконтроллер с помощью ШИМ. Обратной связи привода с МК нет, нужно ориентироваться по напряжению которое выдает МК. Это не критично. Заказчик хочет чтобы был ПИ-регулятор. Прога уже готова, кроме как функции самого ПИ-регулятора. Диапазон от -50 до 125 градусов. Плохо во всем этом то, что я нерублю как написать код для МК для интегральной составляющей. Что еще непонятно как это все с ШИМом связать. результат должен загружаться в регистр сравнения ШИМа. Буду очень благодарен за помощь в составлении алгоритма для данной задачи. Заранее спасибо.

[Гость_masterpc_*]

Приветствую всех обитателей этого форума!!! Я зарегистрировался как только нашел в инете такой вот замечательный форум. Я програмист микроконтроллеров, в настоящее время у меня стоит в стопоре проект управления вентиляцией. Суть проблемы в следующем:

Есть LM24A-SR-привод с аналоговым управлением 24 В~, Управляющий сигнал 0…10 В. Управляющий сигнал создает микроконтроллер с помощью ШИМ. Обратной связи привода с МК нет, нужно ориентироваться по напряжению которое выдает МК. Это не критично. Заказчик хочет чтобы был ПИ-регулятор. Прога уже готова, кроме как функции самого ПИ-регулятора. Диапазон от -50 до 125 градусов. Плохо во всем этом то, что я нерублю как написать код для МК для интегральной составляющей. Что еще непонятно как это все с ШИМом связать. результат должен загружаться в регистр сравнения ШИМа. Буду очень благодарен за помощь в составлении алгоритма для данной задачи. Заранее спасибо.

[LordN]

форум на electronix.ru
поиск по "пид"

[Гость_masterpc_*]

Спасибо большое, уже кое что нарыл там.

[Взводатор]

А не проще ли использовать уже готовый микроконтроллер, лучше программируемый? Для них есть уже готовые блоки.
Неужели Вы всю программу писали на Си или что-то вроде того?

Указанный Вами привод - для воздушных заслонок и только ими Вы не обойдетесь. К тому же такой привод нужен, как правило, в системах с рециркуляцией. Как минимум, нужен еще привод на трехходовой вентиль или сигнал для управления электронагревателем.

Смущает указанный диапазон темпереатур для системы вентиляции - -50..125°С - слишком широк, особенно сверху.

В принципе, отсележивать положение привода и не нужно - нужно отслеживать значение регулируемой температуры и по ее отклонению принимать решения.

Задание для ШИМ должен выдавать ПИ-регулятор. Тут все просто - на вход подается нужное значение напряжения, на выходе должна быть необходимая скважинность.

С уважением Взводатор.

[ttt]

Буду очень благодарен за помощь в составлении алгоритма для данной задачи.

Можно реализовать вычисление по формуле одного из производителей свободно программируемых контроллеров для HVAC, например ТАС.

[Гость_masterpc_*]

Может быть я неправильно сформулировал вопрос. данный привод может крутить как и клапан так и заслонку. Привод будет стоять один на такое устройство. В общем что заказывал заказчик то и делал. А прибор полностью разработал сам, от схемы и платы до программы, если кому нужно что-то подобное разработать, то обращайтесь.
А диапазон можно уменьшить пользователем, просто датчик может работать в таком диапазоне.
Ни как не вьеду как на Си написать формулу ПИ регулятора для ШИМа. Вот в этом моя проблема.

[LordN]

Ни как не вьеду как на Си написать формулу ПИ регулятора для ШИМа. Вот в этом моя проблема.

так что, на электрониксе этот кусок кода Вы не нашли что ли?

[Взводатор]

На Си не подскажу, а в FBD простейший ШИМ без накопления выглядит так.
Pulse - выдает импульс длительностью pl при поступлении фронта на вход t.

С уважением Взводатор.

Прикрепленные файлы

 wim.GIF ( 6,37 килобайт ) Кол-во скачиваний: 55

 

[LordN]

ПИ-алгоритм

Код

    error[0] = tmprSet - themp;    //    ошибка.

    // Интегральная составляющая.
    I += (error[0] + error[1]) / (2 * tauInt); // метод трапеций

    // Ограничитель интеграла    
    if(I < 0) I = 0;
    else if(I > zoneProp) I = zoneProp;

 //    полный сигнал
    summ = (error[0] + I) / zoneProp;

    error[1] = error[0];

    //    Ограничитель  полного сигнала
    if(summ <= 0)    summ = 0;
    else if(summ >= 1)    summ = 1;

все переменные float или double

[ttt]

Есть LM24A-SR-привод с аналоговым управлением 24 В~, Управляющий сигнал 0…10 В. Управляющий сигнал создает микроконтроллер с помощью ШИМ

У Вас есть аналоговый выход 0-10В?
Вы можете из программы установить напряжение на этом выходе от 0 до 10В?

[Lex]

To masterpc

Если не секрет, сколько в итоге стоит разработанный прибор и инжиниринг (разработка схемы и программа). Просто интересно, стоит ли овчинка выделки, даже в сравнении с овном...

[Гость_masterpc_*]

У Вас есть аналоговый выход 0-10В?
Вы можете из программы установить напряжение на этом выходе от 0 до 10В?

Легко

Добавлено - 15:28

To masterpc

Если не секрет, сколько в итоге стоит разработанный прибор и инжиниринг (разработка схемы и программа). Просто интересно, стоит ли овчинка выделки, даже в сравнении с овном...

от 500 у.е

[Гость_masterpc_*]

ПИ-алгоритм

Код

    error[0] = tmprSet - themp;    //    ошибка.

    // Интегральная составляющая.
    I += (error[0] + error[1]) / (2 * tauInt); // метод трапеций

    // Ограничитель интеграла    
    if(I < 0) I = 0;
    else if(I > zoneProp) I = zoneProp;

 //    полный сигнал
    summ = (error[0] + I) / zoneProp;

    error[1] = error[0];

    //    Ограничитель  полного сигнала
    if(summ <= 0)    summ = 0;
    else if(summ >= 1)    summ = 1;

все переменные float или double

Спасибо большое, сегодня вечером попробую. сейчас занят другим проектом

[ttt]

Легко

Тогда зачем ШИМ?
Считайте по формуле, коих много. Все они - упрощенная форма диф.-инт уравнений с разной степенью точности. Имеете текущую ошибку, имеете ошибку за предыдущий цикл, имеете предыдущее значение ПИ, высчитываете текущее значение ПИ, записываете его в аналоговый выход.

У меня не получается выложить здесь формулу от ТАС. Я в свое время делал по ней для другого контроллера.

Ув. Взводатор. Выложите ему хелп по PIDA. Я не умею.

[Гость_masterpc_*]

Тогда зачем ШИМ?
Считайте по формуле, коих много. Все они - упрощенная форма диф.-инт уравнений с разной степенью точности. Имеете текущую ошибку, имеете ошибку за предыдущий цикл, имеете предыдущее значение ПИ, высчитываете текущее значение ПИ, записываете его в аналоговый выход.

У меня не получается выложить здесь формулу от ТАС. Я в свое время делал по ней для другого контроллера.

А ШИМ нужен как раз для того чтобы делать аналоговый выход. Для этого мне нужно загружать число от 0 до 255 чтобы получить сигнал на аналоговом выходе от 0 до напряжения питания. Можно и больше 10В. Схема реализации аналогового выхода прилагается:

Прикрепленные файлы

 Analog_Out.JPG ( 6,41 килобайт ) Кол-во скачиваний: 11

 

[LordN]

сегодня вечером попробую

забыл добавить..

tauInt - это уже безразмерное время, отнесённое ко времени квантования, т.е. = TauInt / tauQuant. TauInt - уставка постоянной интегрирования.

будете прикручивать Д-часть, учтите, что её надо фильтровать, хотябы экспоненциальным фильтром, иначе будет сильно шуметь... ну, вобщем там много всяких вычислительных фокусов и тонкостей. запустите в "железо", поймёте о чем я...

[Взводатор]

Ув. Взводатор. Выложите ему хелп по PIDA. Я не умею.

Я тоже

Получилось только из старого хелпа сделать на скору руку html страничку. Завтра на работе посмотрю - должны быть pdf и на русском языке.

С уважением Взводатор.

PS: файл заменен на вытяжку из pdf документации. Как и обещано, на русском.

Сообщение отредактировал Взводатор - 2.3.2007, 10:20

Прикрепленные файлы

 PIDA__PIDI.pdf ( 345,76 килобайт ) Кол-во скачиваний: 351

 

[Alex_]

To masterpc

Если не секрет, сколько в итоге стоит разработанный прибор и инжиниринг (разработка схемы и программа). Просто интересно, стоит ли овчинка выделки, даже в сравнении с овном...

от 500 у.е

masterpc глупый вопрос:
ЗАЧЕМ ВСЕ ЭТО НУЖНО.
Купите готовый контроллер с зашитой программой.

[Гость_masterpc_*]

To masterpc

Если не секрет, сколько в итоге стоит разработанный прибор и инжиниринг (разработка схемы и программа). Просто интересно, стоит ли овчинка выделки, даже в сравнении с овном...

от 500 у.е

masterpc глупый вопрос:
ЗАЧЕМ ВСЕ ЭТО НУЖНО.
Купите готовый контроллер с зашитой программой.

Насмешил!!!
Я ж разработчик а не пользователь данного девайса. Сей прибор планируться в производство отправить, а мне вообще все равно, что с ним дальше будет, пусть хоть на помойку викинут. Заказали разработку вот я и разработал. Работа моя такая. А за меньше никакой инженер не станет ничего разрабатывать.

[Гость_masterpc_*]

ПИ-алгоритм

Код

    error[0] = tmprSet - themp;    //    ошибка.

    // Интегральная составляющая.
    I += (error[0] + error[1]) / (2 * tauInt); // метод трапеций

    // Ограничитель интеграла    
    if(I < 0) I = 0;
    else if(I > zoneProp) I = zoneProp;

 //    полный сигнал
    summ = (error[0] + I) / zoneProp;

    error[1] = error[0];

    //    Ограничитель  полного сигнала
    if(summ <= 0)    summ = 0;
    else if(summ >= 1)    summ = 1;

все переменные float или double

Попробовал код, который вы мне дали, все заработало. Моей ошибкой было то, что я не ограничивал выход результата за пределы (0-1). Нужно теперь с коэффициентами поиграться.
Пока смотрел только осцилографом, да пальцами датчик грел. Картина следующая, если температура не меняеться, то сигнал растет до максимума, стоит немного подогревать датчик и виден процесс регулирования. Это конечно все еще нужно будет в рабочих условиях гонять.

И еще вопрос, мне непонятно следующее:

"tauInt - это уже безразмерное время, отнесённое ко времени квантования, т.е. = TauInt / tauQuant. TauInt - уставка постоянной интегрирования."

Как мне использовать в данном коде tauQuant?

[LordN]

Как мне использовать в данном коде tauQuant?

tauQuant - это, по сути, кол-во вызовов функции Регулятор в секунду.
TauInt - уставка постоянной врем.интегрирования, секунды. (это если тауквант считаем за секунду, а если за минуту - то уставку тож следует считать в минутах и т.д.)

теория тут http://atm.h1.ru/root/theory/theory33.html
пользуйте формулу 3.2

[Взводатор]

Я ж разработчик а не пользователь данного девайса. Сей прибор планируться в производство отправить, а мне вообще все равно, что с ним дальше будет, пусть хоть на помойку викинут. Заказали разработку вот я и разработал. Работа моя такая. А за меньше никакой инженер не станет ничего разрабатывать.

Грустно.
Сдается мне, что судьба устройства тоже будет безрадостной.

masterpc, Вы хоть представляете, что у Вас впереди еще отладка всей программы в реальных условиях и создание (или ожидание) всех этих условий? Мы к нашей нынешней программе шли года 2, при том, что был уже рабочий прототип, приточек у нас смонтировано достаточно и можно было за ними регулярно наблюдать. Вот и сейчас переходим на следующую версию, которая, правда, не так радикально отличается от текущей, как предшественница. И процесс этот постоянен. Не думаю, что Вам сразу удастся написать универсальный вариант.

Файл в предыдущем моем сообщении заменен на вытяжку из pdf документации. Как и обещано, на русском - http://www.abok.ru/index.php?act=A...e=post&id=94818 .

С уважением Взводатор.

[LordN]

Вы хоть представляете, что у Вас впереди еще отладка всей программы в реальных условиях и создание

врядли он щас представляет в какой геморр ввязался

[Гость_masterpc_*]

Вы хоть представляете, что у Вас впереди еще отладка всей программы в реальных условиях и создание

врядли он щас представляет в какой геморр ввязался

Настройка прибора и тестирование в договор не входит. Это будет делать заказчик. Если ему нужно будет что-то поправить в программе, я сделаю. А гонять прибор в реальных условиях буду не я.

[LordN]

Настройка прибора и тестирование в договор не входит

ну тогда жить проще...

[Lex]

ну тогда жить проще... wink.gif

да нет... ни заказчику, ни разработчику....
один задолбается, другого задолбают.

[Гость_masterpc_*]

да нет... ни заказчику, ни разработчику....
один задолбается, другого задолбают.

А че задолбают, то? Одно дело кусок проги поменять, другое сидеть сутками прибор настраивать.
Вообще что-то тема перешла в другое русло

[Alex_]

Ну да, в русло ИЗОБРЕТАНИЯ ВЕЛОСИПЕДА...
Каждый второй заказчик видя буржуйский контроллер за $$$$, тут же вопит: ЗА ЧТО!!!
У меня, дескать, комп дома супернавороченный дешевле стОит. А тут какая-то коробочка.
И насколько велик соблазн "коробочку" самому замастырить, настолько же идет недооценка возможных проблем
masterpc, у Вас еще все впереди...

По-делу: посмотрите отечественные разработки, да хоть тот же ОВЕН
(соседняя ветка)

[Гость_masterpc_*]

По-делу: посмотрите отечественные разработки, да хоть тот же ОВЕН

На счет ОВЕН, я на их сайте статейку почитал, там в формуле ПИДа логарифм, кто-то может объяснить насколько это правильно?

[LordN]

там в формуле ПИДа логарифм

дайте-ка прямую ссылку на неё, я что-то не нашел..