ПИД-самонастройка с адаптацией Опции

[Гость_masterpc_*]

Подскажите пожалуйста, где можно почитать про ПИД-самонастройка с адаптацией, чтобы создать програмный код на Си для микроконтроллера.

[Гость_masterpc_*]

Подскажите пожалуйста, где можно почитать про ПИД-самонастройка с адаптацией, чтобы создать програмный код на Си для микроконтроллера.

[Nick]

Подскажите пожалуйста, где можно почитать про ПИД-самонастройка с адаптацией, чтобы создать програмный код на Си для микроконтроллера.

Вот, хороший справочник

Прикрепленные файлы

 auto_reg.zip ( 550,54 килобайт ) Кол-во скачиваний: 484

 

[Взводатор]

У меня есть статья "ОПТИМАЛЬНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИ НАСТРАИВАЮЩИЕСЯ РЕГУЛЯТОРЫ (РЕГУЛЯТОРЫ ОАНР) http://www.greenco.orc.ru/St_01/stat_01.htm
Не знаю, действующая ли сейчас ссылка.

Честно сказать - реализовать в программе такую систему не возникло желания. Может, не сильно надо.

Наверно проще с помощью фильтра определять возникновение автоколебаний и в зависимости от амплитуды снижать усиление.

С уважением Взводатор.

PS: ссылка нерабочая, прикрепляю сам файл.

Сообщение отредактировал LordN - 6.4.2007, 12:24

[LordN]

меня есть статья

хорошая статья. просто и понятно. надо попробовать...

[Гость_masterpc_*]

Спасибо большое, почитаю.

[Гость_masterpc_*]

Прочитав статью ОПТИМАЛЬНЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИ НАСТРАИВАЮЩИЕСЯ РЕГУЛЯТОРЫ
не могу понять следующее,

цитата: "Второй этап настройки - режим идентификации предназначен для оценивания параметров
модели динамического процесса и инициируется каждый раз, когда возникает необходимость в
повышении качества работы регулятора ОАНР, подачей на вход объекта ступенчатого
воздействия. Завершается второй этап после окончания переходного процесса, вызванного
ступенчатым воздействием, и фиксации характерных значений этого процесса. С помощью
найденных характерных значений вычисляются параметры n, Ти1, Tи2 и К модели объекта
управления, которая задается передаточной функцией вида W(p)=K((Tи1p+1)n(Tи2p+1))-1"

что за параметры n, Ти1, Tи2 и К? И как их вычислить?

Если есть эти параметры, то легко вычисляются коэф-ты ПИД регулятора и в дальнейшем используется стандартная формула самого регулятора. А параметры эти нужно вычислять, как я понимаю, с некоторой периодичностью которая зависит от конкретного объекта.
Помогите плиз, разобраться с этими коэффициентами, n, Ти1, Tи2 и К.

[Взводатор]

masterpc, посмотрите http://home.uic.tula.ru/~sa241272/

С уважением Взводатор.

[Kass]

Я думаю, что идея самонастраивающихся ПИДов с характерным постоянством возникает в головах тех, кто в них ничего не понимает. Для тех же, кто прекрасно понимает работу ПИД и сами процессы регулировки вплоть до технологии такие идеи даже в голову не приходят. Все дело в том, что в каждом конкретном случае понятие идеальной характеристики свое, причем далеко не всегда достижимо при тех технологических параметрах. Зачастую для достижения оптимальных характеристик регулировки приходится кое что менять в технологии или настраивать параметры системы. Например при настройке приточек важно правильно настроить байпас перед смесительным узлом. Иначе провалы и колебания неизбежны. А при отсутствии проблем с технологией опытный специалист настроит ПИД при пусконаладке минут за 10-30 в зависимости от процесса. Это творчество, и оно не подлежит автоматизации, как написание картин и стихов.

[Гость_Guest_*]

Я согласен с тем, что я особо не разбираюсь в ПИД регулировании, столкнулся только несколько месяцев назад. Здесь была моя тема "Помогите новичку разобраться с ПИДом", так вот помогли и я ОЧЕНЬ БЛАГОДАРЕН ВСЕМ КТО ПОМОГ!!! Прибор который я разработал отдали на тестирование и в результате заказчик был доволен его работой. Не нужно было ничего менять. Но то был просто ПИ-регулятор для привода заслонки или 3-х клапана.
Я программист, мне не нужно ничего настраивать, сидеть возле воздуховода часами. Это делают другие. Мне нужно прочитав теорию реализовать ее в коде для МК.
Насчет автоподстройки. Почему тогда во многих приборах реализован именно такой алгоритм? Я согласен, что идеального варианта нет, но если вы читали статью, то там написано, что первый этап ручная настройка и от того насколько точно ее произвести зависит и работа автоподстройки.
Пока зашел на сайт http://home.uic.tula.ru/~sa241272/, скачал оттуда статьи, после выходных буду разбираться. Жаль, что нет тех о которых сказано в вышеупомянутой статье. ССылки есть, но не активные.

[Abysmo]

Я думаю, что идея самонастраивающихся ПИДов с характерным постоянством возникает в головах тех, кто в них ничего не понимает. Для тех же, кто прекрасно понимает работу ПИД и сами процессы регулировки вплоть до технологии такие идеи даже в голову не приходят.

Ну если говорить о ТАУ, то ПИД-регулятор настраивается так сказать на управление системой, описываемой вполне конкретной передаточной функцией. Изменилась система - извольте изменить коэффициенты ПИД-регулятора. Да же в вентиляции это возможно, поэтому я бы не стал делать столь категоричных заявлений.

[Взводатор]

Даже настроенный регулятор иногда сваливается в атоколебания при редком стечении обстоятельств. Фиксация трехходового на некоторое время или снижение усиления подавляют колебания и дальше регулятор может работать при прежних настройках. В радиотехнике аналогом подобной системы является недовозбужденный генератор.
Я бы больше озадачивался не автонастройкой, хотя и она не помешала бы, а именно обнаружением паразитных автоколебаний и их подавлением.

С уавжением Взводатор.

[LordN]

из ТАУ следует, что оптимальные настройки (минимальное перерегулирование, макс.скорость установления и т.д. и т.п.), по сути, достигаются при критических парамерах регулятора.
а это означает, что шаг влево/вправо - и начинается самовозбуджение.
на мой, неискушенный в теориях, взгляд, автоподстройка здесь может оказаться весьма и весьма полезной. но дело осложняется тем, что сигналом для настройки служат колебания, а это не всегда допустимо.
вообще, тема ФАПЧ терзает умы очень давно. не всё тут просто.
чисто технически настройка регулятора - это по сути настройка режекторного фильтра, параллельного или последовательного, в цепи ООС регулятора. главная трудность для настройщика (будь-то программа или человек) в том, что физически приходится искать такие условия для собственной (читай - резонансной) частоты системы, при которой Ку регулятора = 0. причем все три (для ПИДа) параметра влияют и меняют и АЧХ и ФЧХ системы в целом.
что еще стоит сказать.
на этапе проектирования регулятора неплохо бы вводить функцию распознавания по краймере двух стадий работы регулятора:
1. разгон
2. работа на удержание
программными средствами это сделать не так и сложно, но требуется понимание технологии регулирования в каждом конкретном случае.
что это даёт. в моём случае удалось значительно минимизировать, а то и вовсе недопустить перерегулирования + сократить время установления при весьма отличных начальных условий для старта системы. другими словами - на этих двух стадиях используются два совершенно различных по структуре регулятора, это позволяет задать почти критические параметры для разгона и далеко не критические, позволяющие избежать самовозбуждения, параметры для работы на удержание.
мне кажется, что может быть очень интересным применение нечеткой логики именно для реализации алгоритма "постоянной" подстройки коэффициентов регулятора...

[olg2004]

почитайте про пид-2 фирмы омрон и не изобретайте велосипед...

[LordN]

про пид-2 фирмы омрон

а ссылку?

[olg2004]

тут

[Kass]

Ну если говорить о ТАУ, то ПИД-регулятор настраивается так сказать на управление системой, описываемой вполне конкретной передаточной функцией. Изменилась система - извольте изменить коэффициенты ПИД-регулятора. Да же в вентиляции это возможно, поэтому я бы не стал делать столь категоричных заявлений.

Чт означит изменилась система? Попробуйте описать конкретный пример, и разбирая причины, вы поймете, что проблемы изменения системы лежад за рамками ПИД. И в вентиляции особенно. Ответьте хотябы для себя, как вы настраиваете байпас с балансировочником в обвязке калорифера? Да скорее всего никак. Вот вам и изменение системы при изменении положения клапана. А какую интегральную составляющую вы закладываете, и что для вас оптимальные параметры, или какая кривая оптимальна? Ведь во всех литературах оптимальная кривая - это некий компромис между скоростью выхода на режим и точностью регулирования. В крайностях - идеальный выход на режим и идеальная точность регулирования. Т.е. в результате и не очень быстрый выход на режим, и низкая точность регулирования. Кому это надо? Не проще сделать переключение параметров, например в зависимости от величины рассогласования? При больших рассогласованиях мы делаем минимальным интегральную составляющую и больше К усиления, а при малых наоборот, Ку=1 и большую интегралку. И получаете идеальный ПИД без всяких настроек.

Но и при меняющейся системе ПИД легко сделать с переменными параметрами, но график изменения параметров задам я сам в алгоритме. Просто вместо переключения параметров я задам график изменения параметров от рассогласования. Все банально просто.

[Гость_masterpc_*]

Спасибо всем, кто откликнулся помочь. Хочу напомнить, что здесь обсуждаются не методы настройки, а алгоритм ПИД-регулятора с самонастройкой. Возможно вопрос немного не для этого форума, но я не знаю програмистов микроконтроллеров, которые бы разбирались в этом вопросе. Здесь, с вашей помощью, я хочу создать оптимальный алгоритм, а на Си это все перевести - дело техники.

[Kass]

Методы - это и есть алгоритм. В контроллер помимо операционки загружается алгоритм. Если у вас сам ПИД уже написан, то ничего не стоит дописать то, о чем я говорил, а именно: изменение Ку и Ти в зависимости от рассогласования.

[Lex]

Не проще сделать переключение параметров, например в зависимости от величины рассогласования? При больших рассогласованиях мы делаем минимальным интегральную составляющую и больше К усиления, а при малых наоборот, Ку=1 и большую интегралку.

Когда я занялся этим вопросом, у меня возник такой же вариант.
На мой взгляд, это достаточно "технолигичное" (в плане программирования) практическое приложение "витиеватых" теоретических рассуждений.

[Гость_Капитан_*]

Но и при меняющейся системе ПИД легко сделать с переменными параметрами, но график изменения параметров задам я сам в алгоритме. Просто вместо переключения параметров я задам график изменения параметров от рассогласования. Все банально просто.

Браво KASS! А я думал, я один такое придумал. А пробовали подобрать конкретную функцию с подходящим графиком? Что получается?

[LordN]

открою вам страшную тайну.
для приточки достаточно сделать следущее - хорошо и грамотно прописать зависимость температура подачи воды от температуры на улице.
при неизменных расходах по воде и воздуху никакой более регулировки не требуется.
там, где есть грамотно расчитаный ИТП и точно подобранная приточка, т.е. соотношение расход/теплообменник, привод клапана шевелится только при включении/отключении. во всех остальных случаях (если уставки, расходы и т.п. неизменны) он не шевелится вообще.

[Взводатор]

Так автоматика как раз и нужна тогда, когда вмешиваются посторонние силы, изменяя температуры и протоки. Если бы их не было, то и автотматизировать ничего не надо было бы .

Kass, каким ПО Вы пользуетесь? Есть в нем возможность промоделировать процесс? Покажите, хотя бы в модели, преимущества Вашего алгоритма перед правильно настроенным регуляторм.

С уважением Взводатор.

[Кузнецов Д А]

2 капитан
я начинающий, знаю как это сделать но пока не пробовал, на приточке думаю не к чему это, а вот на ГВС актуально.
Самое главное, что можно отслеживать, настраивать и даже менять алгоритм лежа на диване дома.

[Kass]

Kass, каким ПО Вы пользуетесь? Есть в нем возможность промоделировать процесс? Покажите, хотя бы в модели, преимущества Вашего алгоритма перед правильно настроенным регуляторм.

Я как то давненько показывал пример изменения параметров ПИД-регулятора во времени на форуме "сок". Вот нашел этот пример. Рисовать сейчас новый пример в лом. С ног валюсь... Тут во времени, а в работе я частелько после разности ставлю компаратор на рассогласование. При большом рассогласовании ПИД быстрый, но не точный (но накой точность, если большое рассогласование?), а как рассогласование уменьшилось до минимума включаем медленные, но точные настройки. Работает - СУПЕР! Никакой адаптивный ПИД рядом не стоял.

Прикрепленные файлы

 _______.jpg ( 43,74 килобайт ) Кол-во скачиваний: 56

 

[LordN]

При большом рассогласовании ПИД быстрый, но не точный (но накой точность, если большое рассогласование?), а как рассогласование уменьшилось до минимума включаем медленные, но точные настройки. Работает - СУПЕР! Никакой адаптивный ПИД рядом не стоял.

угу, есть такой метод. работает, но его надо очень аккуратно настраивать, т.к. такой алгоритм очень легко может свалится в самовозбуд. вот так запросто я бы никогда не стал его рекомендовать как самое оно то что надо...

[Взводатор]

Как сделать переключаемые параметры я знаю. А вот как он будет работать хотя бы в модели - вот вопрос. Пример моделирования классического ПИД-а прилагаю. Покажите на этой же модели насколько лучше будет работать переключаемый ПИД. Насколько он будет устойчив при вариации параметров? Думаю, изменение уставки в 5°С - достаточно большое рассогласование?

С уважением Взводатор.

Прикрепленные файлы

 PID_model_1all.GIF ( 42,68 килобайт ) Кол-во скачиваний: 49

 

[Гость_Mike Osokin_*]

Пример моделирования классического ПИД-а прилагаю.

А в какой программе сделано моделирование?

[Взводатор]

Программа TAC Menta 5 пакета Vista 5. Но аналогично можно было сделать и в предыдущих версиях. Модель теплообменника взята из библиотек, которые поставляются с пакетом. Единственно, некоторые выражения преобразованы чисто математически для удобочитаемости.

С уважением Взводатор.

[Kass]

угу, есть такой метод. работает, но его надо очень аккуратно настраивать, т.к. такой алгоритм очень легко может свалится в самовозбуд.

В самовозбуд он свалиться не может, т.к. при переходе через полосу +- допустимое рассогласование от задания ПИД получает минимальный коэффициент линейной части и большое Ти как демфирующее фоздействие. Это примерно как маятник которому в нижней точке и +- 5 см от нее предстоит пройти через вязкую среду. Никаких колебаний маятника увидеть не получится.

На самом деле пример переключающегося ПИДа - это наипростейшая модель. На практике, когда имеешь дело со сложным процессом, имеющий на разных амплитудах разные характеристики и требуется довольно точное регулирование, то я использую вместо дискретных переключателей на коэффициентных входах ПИДа преобразовательные функции, которыми задаю плавное изменение коэффициентов в зависимости например от рассогласования. Преобразование может быть как по двум точкам (с ограничением и без), так и по многим точкам. Все определяется процессом. Но в результате вы получается ПИД, коэффициенты которого плавно меняются от амплитуды, или величины рассогласования. Вот тогда получается практически идеальный регулятор.

[Взводатор]

Держите, Kass, мое моделирование. Я не делал переключение, а к фиксированному усилению добавлял рассогласование уставки с измерением. "Это примерно как маятник которому в нижней точке и +- 5 см от нее предстоит пройти через вязкую среду." Если что не так - говорите.
Но я вижу не просто ухудшение регулятора, а те самые колебания, без которых можно и нужно обойтись.

С уважением Взводатор.

Прикрепленные файлы

 PID_model_2_all.GIF ( 3,14 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 34