метод Циглера-Николса, подбор коэффициентов согласно методу Опции

[Гость_aspirantis_*]

Здравствуйте!

Пробую настроить регулятор для работы по методу Циглера-Николса. Регулятор РТП-8.1 (http://www.iztech.ru/goods/10/) работает вместе с нагревателем и рабочим термосопротивлением. Нагревается жидкость в термостате. Можно немного обобщить - регулятор используется для регулирования температуры . Попытавшись использовать метод Циглера-Николса получил неожиданные результаты. Все детали проведения опыта и данные могу сообщить после. Прошу помощи в "расшифровке" данных и определения причины столь странного поведения.

Буду благодарен за любую оказанную помощь.

[Гость_aspirantis_*]

Здравствуйте!

Пробую настроить регулятор для работы по методу Циглера-Николса. Регулятор РТП-8.1 (http://www.iztech.ru/goods/10/) работает вместе с нагревателем и рабочим термосопротивлением. Нагревается жидкость в термостате. Можно немного обобщить - регулятор используется для регулирования температуры . Попытавшись использовать метод Циглера-Николса получил неожиданные результаты. Все детали проведения опыта и данные могу сообщить после. Прошу помощи в "расшифровке" данных и определения причины столь странного поведения.

Буду благодарен за любую оказанную помощь.

[Rus75]

А где результаты ?

[Гость_aspirantis_*]

Рад, что появились ответы
Результаты будут вечером, скорее всего. Пока на словах могу сказать как я действовал. Вначале выставил на нулевое значение интегральный (И) и дифференциальный (Д) коэффициенты. Затем нашёл такое значение пропорционального коэффициента (П), при котором начинаются автоколебания. Определил период автоколебаний в секундах, помножил его на 0.5 и принял его как И-коэффициент. Однако, его значение оказалось больше 100. Настройки регулятора позволяют выставлять значение от 0 до 100. Период (И-часть, получается) я получил, но вот как его использовать затем? Как перевести его в "понятную" регулятору информацию?

Также, уменьшая П, вышел на другое значение, при котором колебания начинают затухать. Помножив это значение на 1,67, получил П-часть.

Вот краткое описание части того, что сделано.

[Ludvig]

Ответы давно появились, ещё до вопроса. http://forum.abok.ru/index.php?showtopic=3...%EA%EE%EB%F1%E0
Первые опыты по пониманию регулирования? Успехов!

[Гость_aspirantis_*]

Ludvig, прочитал материал по ссылке. Мну всё равно не понял как перевести в понятные регулятору размерности значения периода автоколебаний. Конечно, хорошая идея спросить у компании в каких единицах выставляется у них И-часть. Это я спрошу, конечно. Вы это имели ввиду, когда говорили, что ответы уже есть?

Да, первые шаги, так сказать. Но вожусь достаточно долго с этим регулятором, пытаясь определить первоначальные коэффициенты.

[Ludvig]

aspirantis, у каждого производителя свои размерности. Подбираются только импирическим путем. Предлагаю вам стать самому регулятором, сравнивая правильность работающего регулятора со своими внутренними ощущениями и привести его работу к своим требованиям. В дальнейшем вам никогда не придется на реальном объекте заниматься вычислениями коэффициентов, это очень долго и не точно. Но понимание чего крутить должно быть. Мне приходится без бумаг получать и оценивать разгонную кривую, а дальше рукоблудие.

[Гость_aspirantis_*]

Надеюсь, что я понял, о чём Вы говорите. Мой любимый метод - метод проб и ошибок. То есть метод настройки, основанный на знании того, как "действуют" составляющие ПИД-регулятора. Проблема в том, что попытавшись применить этот метод, появились другие трудности, связанные с работой регулятора. Если говорить о них, то это в рамках другой темы.

Так как инженер с фирмы посоветовал мне использовать метод поиска настроек, очень схожий с методом Циглера-Николса, то я решил воспользоваться этим методом. И сразу же столкнулся с тем, что не могу "вбить" в регулятор значение И-части.

А как это без бумаг? Вам нужно встать у объекта и снимать показания, как минимум. Или я чего недопонимаю? Без бумаг тут не обойтись. Ну, конечно можно на ладони данные записывать

[Vian]

aspirantis, попробуйте более простой метод, именуемый в народе "концы пополам". Выбрав изначально заведомо большую итерацию для пропорциональности найдите рабочую зону. И потом, уменьшая каждый следующий шаг в 2 раза, подходите к реальной точке. А И-составляющую вводите уже потом, постепенно её наращивая от нуля. Обычно это помогает при работе с незнакомыми регуляторами. Удачи.

[Гость_aspirantis_*]

Vian, спасибо за совет. Постараюсь попробовать на практике.

[Ludvig]

Vian, истину глаголишь! Внимательное изучение ТАР, приводит к ощущениям, что это не теоретические выкладки, а справочник. В любом учебнике теориии заканчиваются на разделе "Выбор регулятора". Далее он преползает в справочник с допущениями, упрошениями и рекомендациями. Теории уже побоку.

[Гость_aspirantis_*]

Ну, главное ведь всегда результат, а как он достигнут был - при помощи какой-то крутой теории или методом научного тыка - обычно не имеет значения.

[aslanbek]

aspirantis,попробуйте применить для настройки регулятора в первом приближении следующие параметры Вашей системы,которые желательно определить опытным путём:

-максимальную дельту по температуре в градусах,которое способен обеспечить Ваш нагреватель,примите за диапазон пропорциональности (величина,обратная коэффициенту пропорциональности,например,при дельта равном 40С коэфф.проп. будет равен 2,5);

-время,необходимое нагревателю для предыдущего опыта будет временем интегрирования;

-дифференциальную составляющую отключите,для управления инерционным процессом (каковым является любой теплообмен) она будет только мешать.

В большинстве случаев,подобным способом удаётся получить для регуляторов нагревателей достаточно оптимальные настройки с первого раза.

[Гость_aspirantis_*]

aslanbek, к сожалению, выяснить какую именно дельту по температуре (т.е., как я понял, максимальное изменение температуры, которое может обеспечить нагреватель, грея жидкость на 100% всей своей мощности) выяснить пока не удастся. Мне пришлось бы отдельную схему собирать, чтобы нагреватель на максимуме от своей мощности работал постоянно или продолжительное время. При выходе на режим нагреватель работает на 100% какое-то время. Затем начинает скидывать мощность, при подходе к заданной температуре.

Дифференциальную часть отключил вовсе На днях отпишусь как чего делал. Пока начинает получатся

[LordN]

такое обычно подразумевается по дефолту и об этом никогда не говорят, но - прежде чем настраивать регулятор надо очень хорошо понимать что именно и как происходит без него.

[Rus75]

aslanbek, к сожалению, выяснить какую именно дельту по температуре (т.е., как я понял, максимальное изменение температуры, которое может обеспечить нагреватель, грея жидкость на 100% всей своей мощности) выяснить пока не удастся. Мне пришлось бы отдельную схему собирать, чтобы нагреватель на максимуме от своей мощности работал постоянно или продолжительное время. При выходе на режим нагреватель работает на 100% какое-то время. Затем начинает скидывать мощность, при подходе к заданной температуре.

Дифференциальную часть отключил вовсе На днях отпишусь как чего делал. Пока начинает получатся

А что мешает отключить привод регулирующего клапана от регулятора и открыть его в ручном режиме?
А дельта температуры закладывается еще на стадии проектирования. И для вашей установки это паспортные данные.

[Гость_aspirantis_*]

LordN, немного не понял Вас. Без регулятора с нагревателем скажем так - ничего не происходит...

Rus75 тут не производственные, а лабораторные условия - никакого привода с клапаном нету. Есть термостат, в нём нагреватель и термосопротивление. Нагреватель выбирал, соблюдая некоторые условия, так же как и термосопротивление. Однако производить расчёт такой системы не могу - просто не знаю методики...

[LordN]

Без регулятора с нагревателем скажем так - ничего не происходит

если есть нагреватель, то должен быть и охладитель. у вас так?

что до той фразы то на доступном языке она должна звучать както так: требуется снять отклик системы на ступеньку. и на ступеньку вверх и на ступеньку вниз.
катотак http://www.owen.ru/text/51312821
доступно?

[Гость_aspirantis_*]

Да, охладитель в термостате тоже есть. Без него никак )
Читаю то, что скинули... А про поправку не скажете?

[LordN]

дык в сказке про неё написано все что известно и мне.. остальное, более глубокое знание, надо искать в первоисточниках типа бесекерский и иже с ним.

[Гость_aspirantis_*]

Дык а хто сказку сочинил?

[ScrewDriver]

Знамо дело - Сказочник с большой буквы С

[Гость_aspirantis_*]

Да, вот предварительные результаты. Удалось приблизится к регулированию температуры на уровне 0.02 С, используя только П и И части. То есть утверждение о том, что Д часть вносит достаточно небольшой вклад в регулирование температуры, может оказаться очень даже верным. Хотя это, конечно, зависит от объекта регулирования и приборов, но в моём случае это оказалось верным, наверное (так как конечная цель - регулирование меньше 0.01 С при минимальном, на сколько это возможно, времени выхода на режим - ещё не достигнута ).

Сегодня-завтра выложу графики результатов. Есть вопросы, конечно...

[LordN]

0.01 С при минимальном

надеюсь что это шутка. если нет, то советую ознакомиться с методами и средствами измерения.

[kulagin]

надеюсь что это шутка. если нет, то советую ознакомиться с методами и средствами измерения.

Нашел какое-то руководство на этот регулятор, из характеристик точности/погрешности только "4.2 Точность отображения температуры ± 0,1 °С;". Не расписано влияние на точность изменения, температуры окружающей среды (может оно конечно для всего диапазона рабочих температур "заложено" в диапазон ± 0,1 °С, но сомневаюсь). Подозреваю, что прибор сделан людьми не до конца представляющими сложность точного измерения/регулирования. Даже само руководство выглядит чудно - текст не отформатирован

И вообще, получить на термостатируемой камере точность поддержание температуры лучше чем ± 0,5 °С это большая проблема. Даже в разных углах термостата температура может различаться на бОльшие величины. "Советские" лабораторные термостаты которые я видел имели точность поддержания температуры в лучшем случае ± 1,5 °С (т.е. диапазон изменения температуры 3 градуса), на дорогих импортных ± 1,0 °С (т.е. диапазон изменения температуры 2 градуса).

[Гость_aspirantis_*]

Извините, но что Вас смущает? Если перейти по той ссылке, что давал в заглавие темы, то стабильность поддержания для термометров сопротивления там 0.002 С (сноска есть, что от объекта регулирования зависит). В принципе, у меня вчера получилось вписаться в 0.01 С. Только время выхода на режим достаточно долгое.

А вот на счёт ознакомления с методами и средствами регулирования не понял...

Графики, к сожалению, только на следующей неделе будут...

[kolyan_bk]

Интересно!
В своё время переделывал сухой термостат для лаборатории (советский - не помню сейчас название). У него нет охлаждения. Только контур нагрева.
Ставил в качестве регулятора "ОВЕН ТРМ-12".
Так вот, применив так всеми почему-то нелюбимую дифференциальную составляющую (которая по-другому называется "время предварения"), я добился того, что регулятор задолго до достижения уставки начинает отключать нагрев, тем самым, быстро выходя на рабочий режим без перерегулирования. И наоборот - заранее начинает включать нагрев при нарастании скорости охлаждения (если таковая скорость появилась - например, открыли ненадолго дверь термостата). В статичном режиме точность поддерживается интегральной составляющей.
Температура удерживается с точностью до десятых долей градуса, что устроило персонал с лихвой...

Сообщение отредактировал kolyan_bk - 15.5.2011, 11:18

[kolyan_bk]

И на многих других объектах применение дифференциальной составляющей ПИД регулятора даёт очень неплохие результаты.

Сообщение отредактировал kolyan_bk - 15.5.2011, 11:46

[Рекуператор]

Извините, но что Вас смущает? Если перейти по той ссылке, что давал в заглавие темы, то стабильность поддержания для термометров сопротивления там 0.002 С (сноска есть, что от объекта регулирования зависит). В принципе, у меня вчера получилось вписаться в 0.01 С. Только время выхода на режим достаточно долгое.

А вот на счёт ознакомления с методами и средствами регулирования не понял...

Графики, к сожалению, только на следующей неделе будут...

Картинку бы.) окромя графиков

[Ludvig]

Да, вот предварительные результаты. Удалось приблизится к регулированию температуры на уровне 0.02 С, используя только П и И части. То есть утверждение о том, что Д часть вносит достаточно небольшой вклад в регулирование температуры, может оказаться очень даже верным. Хотя это, конечно, зависит от объекта регулирования и приборов, но в моём случае это оказалось верным, наверное (так как конечная цель - регулирование меньше 0.01 С при минимальном, на сколько это возможно, времени выхода на режим - ещё не достигнута ).

Сегодня-завтра выложу графики результатов. Есть вопросы, конечно...

aspirantis, пожалуйста воздержитесь от опубликования точности результатов, превышающих среднеквадратиченое значение погрешностей датчика и регулятора. Это совершенно неправильное занятие. Лучше покажите разгонную кривую и кривые регулирования с различными П, ПИ и ПИД составляющими.

[Kass]

Да, вот предварительные результаты. Удалось приблизится к регулированию температуры на уровне 0.02 С, используя только П и И части. То есть утверждение о том, что Д часть вносит достаточно небольшой вклад в регулирование температуры, может оказаться очень даже верным.

Боюсь, что вы просто себе не особо представляете процессы автоматического регулирования. Д составляющая нужна для динамических процессов, а не статических. Если вы воду в бойлере греете при отсутствии разбора, или при постоянном разборе, и вам не важно за какое время нужно как можно точнее получить результат - это одно, а если расход постоянно меняется в широком диапазоне, то ПИ регулятор дает очень плохой результат. Вот если начнете моделировать такой процесс, то сразу осознаете необходимость Д составляющей.

Для начала попробуйте менять периодически задание, например раз в 10 минут, и посмотрите, что вы получите от ПИ регулятора.