Формула Пид регулятора

zurum777
Offline
Зарегистрирован: 07.01.2015

Здраствуйте! Прочитал  статьи про ПиД -регуляторы, пытаюсь написать программу для такого устройства. Но есть такой вопрос -возможно ли реализовать функцию набора температуры на заданное количество градусов в минуту.Помогите пожалуйста,спасиба

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

Вы чем нагревать будете? Если у вас простой нагревательный элемент типа ТЭН , работающий в режиме ON/OFF. то выкиньте из головы ПиД регулирование и сделайте  термостат с простейшей обратной связью: если температура упала ниже минимума - термостат включается, когда температура выросла до нужного значения - выключвется. И все.

zurum777
Offline
Зарегистрирован: 07.01.2015

Вы не поняли суть проблемы - есть температура начала обжига , есть есть температура окончания , в промежутке между ними температура ростет на заданое количество градусов в минуту.Вот

nik182
Offline
Зарегистрирован: 04.05.2015

С помощью ПИД регулятора можно держать температуру. Можно подобрать кривую выхода на заданную температуру. Если надо на заданное количество градусов в минуту, можно пойти разными путями. Можно посчитать сколько энергии надо на процесс нагрева и выдавать столько в в ТЭН. Можно разбить на несколько точек и ПИДом доводить до промежуточной температуры. И в промежуточных точках ПИДу давать следущую температуру. Во всех случаях ТЭН должен обеспечивать нагрев в минуту быстрее чем задано. Проблема ПИД в том, что кэффициенты регулятора зависят от характкристик объекта. Если объем воды меняется, то с теми же коэффициентами ПИД может вместо регулирования перейти в режим раскачки. Да и сам вопрос подбора коэффициентов ПИД очень сложная задача, по которой написана гора учебников, и до сих пор нет точной методики подбора. Есть эмпирические способы, которые дают возможность настроить в первом приближении. Дальше просто искуство. Не связывались бы вы с ПИД. Если конечно в будущем не собираетесь стать специалистом по настройке ПИД.

 

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

zurum777 пишет:

Вы не поняли суть проблемы - есть температура начала обжига , есть есть температура окончания , в промежутке между ними температура ростет на заданое количество градусов в минуту.Вот

Теперь понял. Это достигается калибровкой нагревателя. Перед тем как проектировать систему с ПиД регулированием, необходимо проделать подготовительную работу, снять калибровочные кривые конкретного оборудования - зависмость скорости набора температуры от мощности нагревателя, скорость охлаждения в зависмости от начальной температуры и прочих условий и тп

inspiritus
Offline
Зарегистрирован: 17.12.2012

я делал что то похожее на 4 ТЭНах

каждый ТЭН работал от SSRz в режиме числоимпульсного регулирования с полным периодом счета 4 секунды.

учитывая, что теплоемкость печки была на порядок больше теплоемкости нагреваемого объекта, объектом можно было пренебречь.

предварительно снималась кривая разогрева на 100-90-80-70-60-50% мощности для калибровки

на основе их прогнозировалась ожидаемая потребная мощность. в динамике оценивалось время достижения кадых +5 гр и корректировалась мощность для следующего участка. реальный график нагрева выглядел слегка волнистым, но это устраивало.

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

nik182 пишет:

С помощью ПИД регулятора можно держать температуру. Можно подобрать кривую выхода на заданную температуру. Если надо на заданное количество градусов в минуту, можно пойти разными путями. Можно посчитать сколько энергии надо на процесс нагрева и выдавать столько в в ТЭН. Можно разбить на несколько точек и ПИДом доводить до промежуточной температуры. И в промежуточных точках ПИДу давать следущую температуру. Во всех случаях ТЭН должен обеспечивать нагрев в минуту быстрее чем задано. Проблема ПИД в том, что кэффициенты регулятора зависят от характкристик объекта. Если объем воды меняется, то с теми же коэффициентами ПИД может вместо регулирования перейти в режим раскачки. Да и сам вопрос подбора коэффициентов ПИД очень сложная задача, по которой написана гора учебников, и до сих пор нет точной методики подбора. Есть эмпирические способы, которые дают возможность настроить в первом приближении. Дальше просто искуство. Не связывались бы вы с ПИД. Если конечно в будущем не собираетесь стать специалистом по настройке ПИД.

На самом деле реальная задача не столь и страшная.

Да, придется неоднократно разогревать печку и подстраивать коэффициенты.  

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

nik182 пишет:

С помощью ПИД регулятора можно держать температуру. Можно подобрать кривую выхода на заданную температуру. Если надо на заданное количество градусов в минуту, можно пойти разными путями. Можно посчитать сколько энергии надо на процесс нагрева и выдавать столько в в ТЭН. Можно разбить на несколько точек и ПИДом доводить до промежуточной температуры. 

Оно конечно можна извращатся по разному, а можно и таки именно ПИД-ом держать скорость. В таком случае коэффициент П - берем от скорости нагрева, И- от разницы межу текущей температурой и расчетной из предположения постоянства скорости нагрева. Ну и Д - скорость изменения скорости скорости нагрева. В остальном согласен, ПИД - штука тонкая. Если охота, то начните с П, не удовлетворит - добавте И и если надоест игратся с таким - только тогда Д.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

SLKH пишет:

Да, придется неоднократно разогревать печку и подстраивать коэффициенты.  

Я тоже сразу подумал. Нужно просто обучить нейронную сеть. И, кстати, оставить её в режиме обучения и далее. Тогда она сама будет подстраиваться под то, например, что печку заменили на другую.

Pablos
Pablos аватар
Offline
Зарегистрирован: 18.07.2017

b707 пишет:

Вы чем нагревать будете? Если у вас простой нагревательный элемент типа ТЭН , работающий в режиме ON/OFF. то выкиньте из головы ПиД регулирование и сделайте  термостат с простейшей обратной связью: если температура упала ниже минимума - термостат включается, когда температура выросла до нужного значения - выключвется. И все.

Не слушайте глупости! ПИД контроллер именно и нужен для нагревателей типа ON/OFF. Говорю, как человек, шесть лет эксплуатирующий кондитерские печи с ПИД регуляторами. Если убрать ПИД контроллеры, то получите массу гемора и с гистерезисом, и с сезонными изменениями условий и т.д. 
Так как у вас задача не просто поддерживать температуру с большой точностью, но сложную динамику обеспечивать, то типовые контроллеры (даже адапливные) за 3500 рэ не подойдут - задача достойная и интересная. Напишите, что у вас получится - интересно )))

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Pablos пишет:

b707 пишет:

Вы чем нагревать будете? Если у вас простой нагревательный элемент типа ТЭН , работающий в режиме ON/OFF. то выкиньте из головы ПиД регулирование и сделайте  термостат с простейшей обратной связью: если температура упала ниже минимума - термостат включается, когда температура выросла до нужного значения - выключвется. И все.

Не слушайте глупости! ПИД контроллер именно и нужен для нагревателей типа ON/OFF. Говорю, как человек, шесть лет эксплуатирующий кондитерские печи с ПИД регуляторами. Если убрать ПИД контроллеры, то получите массу гемора и с гистерезисом, и с сезонными изменениями условий и т.д. 
Так как у вас задача не просто поддерживать температуру с большой точностью, но сложную динамику обеспечивать, то типовые контроллеры (даже адапливные) за 3500 рэ не подойдут - задача достойная и интересная. Напишите, что у вас получится - интересно )))

ON/OFF можно считать крайним случаем пропорциональности  :)

в реале совсем несложно организовать на тиристорах (с zero-cross) 2-4 ступени мощности; вряд ли нужно больше.

задачка как раз для ардуино нано/мини.

темой "самогонные аппараты" стоит поинтересоваться.

  

 

 

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

ЕвгенийП пишет:

SLKH пишет:

Да, придется неоднократно разогревать печку и подстраивать коэффициенты.  

Я тоже сразу подумал. Нужно просто обучить нейронную сеть. И, кстати, оставить её в режиме обучения и далее. Тогда она сама будет подстраиваться под то, например, что печку заменили на другую.

Ага, хороший совет для вопрошателя "Прочитал  статьи про ПиД -регуляторы, пытаюсь написать программу для такого устройства. Но есть такой вопрос -возможно ли реализовать функцию набора температуры на заданное количество градусов в минуту."

Сейчас он эту сеть обучит, как же...

==========

хотя сама идея автоматической корректировки коэффициентов, конечно, хороша. но "нейросеть", пожалуй, излишнее пугало.

 

 

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Logik пишет:

nik182 пишет:

С помощью ПИД регулятора можно держать температуру. Можно подобрать кривую выхода на заданную температуру. Если надо на заданное количество градусов в минуту, можно пойти разными путями. Можно посчитать сколько энергии надо на процесс нагрева и выдавать столько в в ТЭН. Можно разбить на несколько точек и ПИДом доводить до промежуточной температуры. 

Оно конечно можна извращатся по разному, а можно и таки именно ПИД-ом держать скорость. В таком случае коэффициент П - берем от скорости нагрева, И- от разницы межу текущей температурой и расчетной из предположения постоянства скорости нагрева. Ну и Д - скорость изменения скорости скорости нагрева. В остальном согласен, ПИД - штука тонкая. Если охота, то начните с П, не удовлетворит - добавте И и если надоест игратся с таким - только тогда Д.

проще ПИД-ом греть до точек по графику. 

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

SLKH пишет:

но "нейросеть", пожалуй, излишнее пугало.

Ну, типа слова страшные для тех, кто не знает что это такое и насколько это просто в простых случаях, если в дебри не лезть.

Arhat109-2
Offline
Зарегистрирован: 24.09.2015

Так и сам ПИД-регулятор прост до безобразия, если опять же "в дебри не лезть" .. 10-11 лет вполне достаточный возраст для освоения, как показала практика. Надеюсь автору чутка побольше? :-)

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

SLKH пишет:

Logik пишет:

nik182 пишет:

С помощью ПИД регулятора можно держать температуру. Можно подобрать кривую выхода на заданную температуру. Если надо на заданное количество градусов в минуту, можно пойти разными путями. Можно посчитать сколько энергии надо на процесс нагрева и выдавать столько в в ТЭН. Можно разбить на несколько точек и ПИДом доводить до промежуточной температуры. 

Оно конечно можна извращатся по разному, а можно и таки именно ПИД-ом держать скорость. В таком случае коэффициент П - берем от скорости нагрева, И- от разницы межу текущей температурой и расчетной из предположения постоянства скорости нагрева. Ну и Д - скорость изменения скорости скорости нагрева. В остальном согласен, ПИД - штука тонкая. Если охота, то начните с П, не удовлетворит - добавте И и если надоест игратся с таким - только тогда Д.

проще ПИД-ом греть до точек по графику. 

Если задача допускает и ПИД успеет выходить на очередную точку в нужное время.

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

SLKH пишет:

ON/OFF можно считать крайним случаем пропорциональности  :)

в реале совсем несложно организовать на тиристорах (с zero-cross) 2-4 ступени мощности; вряд ли нужно больше.

А в чем сложность 100 ступеней организовать? 100 полупериодов в сек как раз позволят. А тепловая инерция идеально выровняет неравномерность нагрева в течении этой секунды. Вот и имеем аппаратную часть ON/OFF а на самом деле пропорциональный нагрев с мощностю от 0 до 100% с шагом в 1%. ПИД к такому и цепляем.

 

SLKH пишет:

 

темой "самогонные аппараты" стоит поинтересоваться.

Да! Тема важна и интересоватся ею надо всем )))

 

 

bwn
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2014

Logik пишет:

SLKH пишет:

темой "самогонные аппараты" стоит поинтересоваться.

Да! Тема важна и интересоватся ею надо всем )))

Ею не интересоваться надо, а внедрять и продукт пробовать.))))

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Архат, Вы не о том. Я же и говорил об использовании ПИД регулятора, а Вы что подумали? Просто ПИД регулятору нужно скармливать коэффициенты, а их надо откуда-то брать. Так вот нейронная сеть сама их вычислит за милую душу (и перевычислит, если что-то (типа печки) поменяется).

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

ЕвгенийП пишет:

Так вот нейронная сеть сама их вычислит за милую душу (и перевычислит, если что-то (типа печки) поменяется).

Евгений, Вы действительно имели дело с нейронными сетями? 

По мему опыту раньше тиристоры достигнут физического износа, чем сеть успеет чему-то научиться.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Действительно имел и продолжаю иметь. Правда не сам лично, у меня этим занимаются парни, которые "умеют их готовить". например, сетевые атаки распознавать научается в лёт.

А другие парни в моей конторе умеют готовить системы охлаждения (это ближе к данной теме, т.к. физка-то у них с ситемами нагрева одна и та же). Так вот, они говорят, что в системе нагрев-охлаждение жидкости ПИД - игрушка для понтов. Д практически ни на что не влияет. И - ну, влияет, конечно, но тоже ... остаётся только П :))) Я серьёзно - это мне сказал руководитель работ по охлаждению очень серьёзных установок, типа там по 100 киловатт на шкаф.

Arhat109-2
Offline
Зарегистрирован: 24.09.2015

Я о том, что "многие вещи непонятны нам не в силу их сложности, а в силу того что не входят в круг наших понятий" (с) Козьма Прутков, как-то так..

В применении к сказанному:

Вы высказались за простоту приготовления нейронной сети для настройки ПИД, я Вас поддержал, что и сам ПИД также не сложен.

Для многих уровень сложности этих (и не только! Тут допустимо крайне широкое обобщение)  понятий связан с той математикой, которой их пытаются "объяснить" (точнее запутать) господа "ученые". Применение специальных терминов, значков, формул и т.п. отпугивает любознательных и пугает типового "студента".

На самом деле и то и другое вполне по силам для полноценного понимания(!) человеку в возрасте 9-11 лет. Что демонстрируют очень многие, выступая на соревнованиях в том числе. Я не только "своего пиарю" .. на каждое крупное соревнование собирается по 30-150 участников .. в КАТЕГОРИЮ.. что говорит о массовости такого "понимания". Или обратно: о "заумности научного объяснения" .. цель которого тупо "заниженное ЧСВ" отдельных личностей, называющих себя "учеными"..

Вот так как-то "о чем".. :-)

Arhat109-2
Offline
Зарегистрирован: 24.09.2015

ЕвгенийП пишет:
Так вот, они говорят, что в системе нагрев-охлаждение жидкости ПИД - игрушка для понтов. Д практически ни на что не влияет. И - ну, влияет, конечно, но тоже ... остаётся только П :)))

И это не удивительно ни разу.

Ибо "И" - работает только в процессах управления, имеющих гистерезис по рассогласованию или сигнала или управляющей системы для его компенсации когда управление "туда" не равно управлению "обратно";

"Д" - требуется для систем где скорость реакции управляющей системы недостаточна к скорости изменения сигнала управления. То есть имеется задержка между изменением управления и реакцией системы. Для её компенсации и вводится "Д", приводящая к "повышению" реакции управляющего сигнала на начальном этапе, как-бы "заранее".

вот и остается одно "П" в системах охлаждения: скорость нагрева зависит от мощности нагревателя (подача управления), а скорость реации системы заведомо ниже .. пока жидкость остынет - "скрипач не нужен" (Д), ну и какой там нафиг "гистерезис", когда "Д" не нужен?

:-)

Arhat109-2
Offline
Зарегистрирован: 24.09.2015

Куда как веселее "П" управление, которое в ПИД часто представлено линейной зависимостью, а это иногда "не так" от слова "совсем" .. и ведь не пишет никто внятно! :-)

Столкнулись с этим, когда делали гонку по линии. DC-мотор имеет практически линейную управляющую характеристику, что позволяет классифицировать мотор всего по 2 точкам: скорости холостого хода при заданном напряжении и останавливающем моменте в тех же условиях. А линейность характеристики от поданного напряжения и вовсе сильно упрощает задачи..

И казалось бы "всё просто": ПИД - самое то, и даже только ПД, ибо реакция системы запаздывает (инерция тележки + момент инерции колес) и "всегда". Ан нет! Линейный ПИД - крайне плохое решение задачи скоростной гонки по линии .. ибо "П" - нелинейно и сильно зависит от нескольких факторов.

Только вот "где" про это написано? :-) Вот и сидит народ и "пилит ПИД" до изнеможения.. когда все нормально СЧИТАЕТСЯ заранее.

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Всё в #20 и #22 правильно, задачка нагрева чего-то инерционного типа муфельной печки или бака с брагой - действительно несложная.

Более того: совсем не исключено, что конкретная установка уложится в заданную точность даже в чистом режиме нагревателя 0/100% (см. #1), вообще без какого-либо матана. Если нет - при температуре, чуть ниже номинальной, начинаем пропускать сколько-то полупериодов (вот нам и "пропорциональность"). 

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

SLKH пишет:

 задачка нагрева чего-то инерционного типа муфельной печки или бака с брагой - действительно несложная.

Конечно так, если не нормирована точность и скорость выхода на режим. И тепловая инерция минимальная. Если потребуется скорость выхода на режим и/или точность поддержания - потребуется И. Но пострадает точность в динамике, про перерегулирование гуглите, и возможно устойчивост, начнутся колебания если неповезет. Для решения этих проблем и нужен Д. Также Д для быстрой реакции на быстрое внешнее воздействие (не путать реакцию на управление и реакцию на внешнее возмущение) нужен, типа кого в печь сунули, температура быстро снизилась, Д её быстрей скорректирует. Если внешнее воздействие пренебрежимо, то без Д - самое оно. ПИ настроить просто по устойчивости.

OlegK
OlegK аватар
Offline
Зарегистрирован: 26.11.2014
Arhat109-2
Offline
Зарегистрирован: 24.09.2015

Пожалуй это единственное "популярное" изложение, что мне удалось найти в Сети. К сожалению, для "управляемых тележек" оно рассматривает очень "неторопливое" движение по линии, и к тому же содержит откровенные ошибки и ляпы. Увы, но как раз моторы постоянного тока, да ещё и на постоянных магнитах, как раз имеют чисто линейную зависимость между поданным управляющим сигналом и выходной скоростью вращения. Автор сильно не прав в этом месте. Нелинейность там совсем иная, на другом месте и по иным причинам.

Ну и эт-та .. период управления там выбран что-то около 20мсек, если не ошибаюсь .. извините, за это время робот по линии пролетает до 10 сантиметров! Какое может быть "управление" при ширине линии в 15 миллиметров в таких условиях? :-)

Впрочем, как обычно: не полковник а поручик и не в лотерею а в преферанс, и не рубль а тыщу и не выиграл а проиграл. :)

 

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Arhat109-2 пишет:

Ну и эт-та .. период управления там выбран что-то около 20мсек, если не ошибаюсь .. извините, за это время робот по линии пролетает до 10 сантиметров! Какое может быть "управление" при ширине линии в 15 миллиметров в таких условиях? :-)

Так у него он пролетает вдоль линии, а у Вас судя даже по этому расчету поперек линии ))

И если Вам это описание кажется достаточно верным, то откуда такой бред " "И" - работает только в процессах управления, имеющих гистерезис по рассогласованию или сигнала или управляющей системы для его компенсации когда управление "туда" не равно управлению "обратно";"Вы это под тяжелыми средствами писали? Ведь в том же описании изложена другая точка  зрения, общепринятая: "Кстати, ПИ-регуляторы имеют наибольшее распространение в промышленной автоматике. Преимущества: лучшая по сравнению с П-регулятором точность в установившемся режиме, а при определенном соотношении коэффициентов kп и kи ПИ- регулятор обеспечивает хорошие показатели и в переходных режимах."

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Logik пишет:

SLKH пишет:

 задачка нагрева чего-то инерционного типа муфельной печки или бака с брагой - действительно несложная.

Конечно так, если не нормирована точность и скорость выхода на режим. И тепловая инерция минимальная. Если потребуется скорость выхода на режим и/или точность поддержания - потребуется И. Но пострадает точность в динамике, про перерегулирование гуглите, и возможно устойчивост, начнутся колебания если неповезет. Для решения этих проблем и нужен Д.

Железо может быть разное. Я реально работал с автоклавами, в системе управления которых не было ничего, напоминающего ПИД-регулятор, а скорость выхода и точность дальнейшего поддержания температуры были нормированы; при этом все ленты термографов обязательно просматривались и подшивались. Некондиционная термограмма обозначала забраковку партии продукции и соответствующее наказание кого попало.

И потенциометры на других устройствах вволю крутил - где действительно требовалась настройка полноценных  ПИД-регуляторов с активным использованием всех трёх составляющих.

Тут на книжку ссылка, я очень бегло глянул и за стр. 21 зацепился. Там три пункта, про меня № 3.  Нужно было,   чтобы всё работало, и оно работало. Если что - это не про игрушечную тележку.

 

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Конечно будет работат. ПИД - штука провереная. Я тоже по ссылке бегло глянул и не нашел крамолы. А отсутствие ПИД в автоклавах - ну может и нет, а может и есть. Оно не всегда электронное и явно выраженое. По ссылке кстати любопытный момент есть - реализация И за счет св-в моторов. Не уверен, с таким не сталкивался, но мысль любопытная. Может и в автоклавах реализовано не очевидно, но скорей всего есть. Есть стабилизация - есть и ОС. А её простейший вид - ПИД возможно без некоторых составляющих.

Arhat109-2
Offline
Зарегистрирован: 24.09.2015

Logik, Вы похоже всё что где-либо написано под грифом "учебная литература" считаете догмой. :-)

"Кстати, ПИ-регуляторы имеют наибольшее распространение в промышленной автоматике. Преимущества: лучшая по сравнению с П-регулятором точность в установившемся режиме, а при определенном соотношении коэффициентов kп и kи ПИ- регулятор обеспечивает хорошие показатели и в переходных режимах."

Только вот юмор не заметили:

1. Установившийся режим - это отсутствие рассогласования сигнала с управления или его равномерное и достаточно плавное изменение. В таком режиме работает любая функция регулирования достаточно точно. Ибо ноль - он и в африке ноль.

2. Определенное соотношение - очень обтекаемая фраза. Так, если у "И" накопление сделать крайне коротким и быстрым, то его легко можно превратить в подобие "Д", который как раз и заточен на "переходные режимы".

:-)

Из собственного опыта: ПИД регулятор применим для гонок по линии только до скоростей не выше 3/4 - 4/5 от предельной скорости прохождения поворота по массо-габаритным параметрам тележки и то, только при хорошем сцеплении с трассой - не хуже 0.7. Движение на критических и закритических скоростях ПИД не решает.

Это и объясняет данный мне ответ одним из тренеров: "В россии вообще быстрее 1.5м/сек никто ещё не ездит" ..

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Юмор в том, что вы оравниваете скорость и реремещение вдоль линии с шириной самой линии. Теплое с мягким. Получается в переносе на взрослый вариант то на автодорого скорость движения автомобилей зависит от ширины линий разметки полос движения )))

Arhat109-2 пишет:

Logik, Вы похоже всё что где-либо написано под грифом "учебная литература" считаете догмой. :-)

А Вы похоже вобще нигде нихрена не учили в области САУ. Да и вышка мимо прошла. Потому как даже вшивый троечник под пыткой не напишет такой бред:

Arhat109-2 пишет:

 если у "И" накопление сделать крайне коротким и быстрым, то его легко можно превратить в подобие "Д".

:

Вы просто нихрена в вопросе не понимаете. Как бы не изменялся период интегрирования, оно не станет дифференцированием. Никогда. Совсем не станет. Даже на полпимпочки. Даже подобием, даже если иногда цифра совпадет. Это совсем разные операции. 

Ну и разумеется полное непонимание происходящего означает что Ваш опыт - воспоминание про слепое тыканье хреном в пустоту с попыткакм исделать выводы о том, что там нащупали ;) На том дискусию с Вами о ПИД заканчиваю, ибо скучно. Учите материал по приведеной выше ссылке. Формулы не пропускакйте, даже если в них интегралы нарисованы.

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Logik пишет:

 Может и в автоклавах реализовано не очевидно, но скорей всего есть. Есть стабилизация - есть и ОС. А её простейший вид - ПИД возможно без некоторых составляющих.

охх... ну не было в той схеме ничего похожего.

компараторы на ОУ (чистые, не интеграторы и не не диф!), этажерка логики на гибридных микросхемах особо малой степени интеграции (которые постоянно дохнут, нужно выпаивать из совсем безнадежных плат живые корпуса и втыкать в другие), пара пакетных переключателей, шаговый искатель и пара кнопок. да, и выходная плата с десятком реле, контакты которых постоянно подгорают/завариваются, несмотря на шунтирвание их кондесаторами, которые, в свою очередь, сами регулярно пробиваются. всё это в жаре, высокой влажности при весьма интенсивной вибации.

такие вот нейронные сети, панимаишшшь...

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Arhat109-2 пишет:

Logik, Вы похоже всё что где-либо написано под грифом "учебная литература" считаете догмой. :-)

 

Только вот юмор не заметили:

1. Установившийся режим - это отсутствие рассогласования сигнала с управления или его равномерное и достаточно плавное изменение. В таком режиме работает любая функция регулирования достаточно точно. Ибо ноль - он и в африке ноль.

вобще-то установившийся режим - это когда, например, термостат уже прогрелся до заданной температуры и теперь схема управления должна эту температуру поддерживать. или тележка (автомобиль) едет по прямой. 

 

Цитата:
Из собственного опыта: ПИД регулятор применим для гонок по линии только до скоростей не выше 3/4 - 4/5 от предельной скорости прохождения поворота по массо-габаритным параметрам тележки и то, только при хорошем сцеплении с трассой - не хуже 0.7. Движение на критических и закритических скоростях ПИД не решает.

Это и объясняет данный мне ответ одним из тренеров: "В россии вообще быстрее 1.5м/сек никто ещё не ездит" ..

если колеса уже сорвались на юз, да ещё на крутом повороте - поздно коффициенты вычислять. а пока  держат дорогу - очень даже применим, только коэффициенты должны быть не такими, как на прямой. вот на этот случай и должна предварительно какая-нибудь нейросеть отработать, или электронная, или та, что меж ушей.

насчет предельной скорости - возможно, игрушечные тележки действительно быстрее не ездят. с другой стороны, нормальный авторулевой на судне без напрягов управляет десятками тысяч тонн на скоростях, гораздо бОльших (например, близко знакомый мне Аист). 

а есть ещё всякие ПТУРСЫ и прочие орудия убийства - там совсем другие скорости, однако же их системы управления успевают рули дергать.

Arhat109-2
Offline
Зарегистрирован: 24.09.2015

SLKH пишет:
вобще-то установившийся режим - это когда, например, термостат уже прогрелся до заданной температуры и теперь схема управления должна эту температуру поддерживать. или тележка (автомобиль) едет по прямой.

Верно. И в таком режиме подходит любой "регулятор", а в отсутствии стохастических возмущений (неравномерность вращения колес моторами - в идеале) так и вообще никакой не нужен.. об чем и был спич. :)

То есть, в данном конкретном случае (установившийся режим / езда по прямой ) по сути Вы продекларировали: "ПИД подходит, потому что регулировать нечего" ;)

SLKH пишет:
.. пока  держат дорогу - очень даже применим, только коэффициенты должны быть не такими, как на прямой. вот на этот случай и должна предварительно какая-нибудь нейросеть отработать, или электронная, или та, что меж ушей.

И снова попали в точку. Да, пока колеса держат дорогу (уверенно, скорость не превышает 3/4 критической, то есть те самые 1.5м/сек) можно(!) попытаться применять ПИД, но .. вы действительно правы! Даже так, их надо НЕСКОЛЬКО, ибо трасса имеет разную крутизну поворот и НА КАЖДЫЙ(!) надо свои коэффициенты (разные режимы движения) .. чего никто не делает, ибо нафиг этот гемморой потом не настроишь. А делают единый ПИД-регулятор на всю трассу .. со всеми "вытекающими" ибо движение на разных участках нелинейно переходит одно в другое.

SLKH пишет:
насчет предельной скорости - возможно, игрушечные тележки действительно быстрее не ездят. с другой стороны, нормальный авторулевой на судне .. а есть ещё всякие ПТУРСЫ и прочие орудия убийства - там совсем другие скорости, однако же их системы управления успевают рули дергать.

Ездят и ещё как! Robochallenge, евролиния 15мм .. трассы длинной около 14 метров проходятся за 5.2 секунды "игрушечными тележками". Это 2.7 метра в секунду "в среднем" на всей трассе! А если учесть что там есть повороты под 90* и радиусом в 75 миллиметров .. Но, как и в разных ПТУРС .. не думаю что там стоит банальный ПИД. Правда и камни там не "Ардуино".. :)

Возможно вам - виднее, ПО для ПТУРС - не видел.

P.S. Дополню, пропустил вот это: "если колеса сорвались на юз" .. Вы мне сделали смешно. В ПИД-регуляторе тележки, "Д" принимает такие значения, которые выводят колесо в "юз" практически каждый первый шаг управления .. микроюз там можно сказать "гарантирован". Постоянный и непрерывный. Вот ПОЭТОМУ и "не ездят" .. :)

Чиселки из примера нашего "целочисленного ПИД". Трасса "Робофест", мин радиус 130мм, макс скорость 1.8 м/сек, ПИД - "настроен": за счет "П" ШИМ на колесе может "мгновенно" изменяться до 40ед., скажем с 190 .. 150. Предварительный расчет и тесты на трассе показывают, что "микроюз" возникает при изменении ШИМ больше чем на 50. Терпимо. Подключаем "Д" и? Последующий анализ (в т.ч. и на имитаторе тележка-трасса) оказывается что мгновенные изменения ШИМ из-за значения "Д" редко(!) бывают меньше .. 80, часто 120. Хорошо когда "в минус" .. а когда "в плюс" к П?

Вот поэтому от ПИД - отказались. По крайней мере в его "теоретическом" изложении..

Arhat109-2
Offline
Зарегистрирован: 24.09.2015

Ну и ещё "до кучи": как использовать ПИД-регулятор для исполнения "полицейского разворота" - прохождение крутого радиуса, скажем 130мм с управляемым(!) заносом? :)

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Arhat109-2 пишет:

SLKH пишет:
вобще-то установившийся режим - это когда, например, термостат уже прогрелся до заданной температуры и теперь схема управления должна эту температуру поддерживать. или тележка (автомобиль) едет по прямой.

Верно. И в таком режиме подходит любой "регулятор", а в отсутствии стохастических возмущений (неравномерность вращения колес моторами - в идеале) так и вообще никакой не нужен.. об чем и был спич. :)

То есть, в данном конкретном случае (установившийся режим / езда по прямой ) по сути Вы продекларировали: "ПИД подходит, потому что регулировать нечего" ;)

как бы это помягче... слово "чушь" подойдет? 

для удержания системы в установившемся режиме нужна постоянная регулировка. а для езды по прямой необходимо всё время работать рулем - это новость?

SLKH пишет:
.. пока  держат дорогу - очень даже применим, только коэффициенты должны быть не такими, как на прямой. вот на этот случай и должна предварительно какая-нибудь нейросеть отработать, или электронная, или та, что меж ушей.

Цитата:
И снова попали в точку. Да, пока колеса держат дорогу (уверенно, скорость не превышает 3/4 критической, то есть те самые 1.5м/сек) можно(!) попытаться применять ПИД, но .. вы действительно правы! Даже так, их надо НЕСКОЛЬКО, ибо трасса имеет разную крутизну поворот и НА КАЖДЫЙ(!) надо свои коэффициенты (разные режимы движения) .. чего никто не делает, ибо нафиг этот гемморой потом не настроишь. А делают единый ПИД-регулятор на всю трассу .. со всеми "вытекающими" ибо движение на разных участках нелинейно переходит одно в другое.
т.е ленивый программист написал неоптимальную программу - в результате машина прошла трассу медленнее, чем могла бы.

 

SLKH пишет:
насчет предельной скорости - возможно, игрушечные тележки действительно быстрее не ездят. с другой стороны, нормальный авторулевой на судне .. а есть ещё всякие ПТУРСЫ и прочие орудия убийства - там совсем другие скорости, однако же их системы управления успевают рули дергать.

Цитата:
Ездят и ещё как! Robochallenge, евролиния 15мм .. трассы длинной около 14 метров проходятся за 5.2 секунды "игрушечными тележками". Это 2.7 метра в секунду "в среднем" на всей трассе! А если учесть что там есть повороты под 90* и радиусом в 75 миллиметров .. Но, как и в разных ПТУРС .. не думаю что там стоит банальный ПИД. Правда и камни там не "Ардуино".. :)

Возможно вам - виднее, ПО для ПТУРС - не видел.

про 1,5 метра в секунду не я писал. про камни и ПО - ПИД-регуляторы применялись в самых разнообразных устройствах задолго до появления понятий "ардуино" и "программное обеспечение". и те реальные регуляторы, которые я ремонтировал и/или настраивал, были аналоговыми и, кстати, со своми обязанностями нормально справлялись.

 

 

Цитата:
...P.S. Дополню, пропустил вот это: "если колеса сорвались на юз" .. Вы мне сделали смешно. В ПИД-регуляторе тележки, "Д" принимает такие значения, которые выводят колесо в "юз" практически каждый первый шаг управления .. микроюз там можно сказать "гарантирован". Постоянный и непрерывный. Вот ПОЭТОМУ и "не ездят" .. :)

Чиселки из примера нашего "целочисленного ПИД". Трасса "Робофест", мин радиус 130мм, макс скорость 1.8 м/сек, ПИД - "настроен": за счет "П" ШИМ на колесе может "мгновенно" изменяться до 40ед., скажем с 190 .. 150. Предварительный расчет и тесты на трассе показывают, что "микроюз" возникает при изменении ШИМ больше чем на 50. Терпимо. Подключаем "Д" и? Последующий анализ (в т.ч. и на имитаторе тележка-трасса) оказывается что мгновенные изменения ШИМ из-за значения "Д" редко(!) бывают меньше .. 80, часто 120. Хорошо когда "в минус" .. а когда "в плюс" к П?

если управление нормально работает без "Д" - зачем его подключать? если ненормально и подключение "Д " делает ещё хуже - значит, коэфф. "Д" слишком велик. подбираем коэффициенты до тех пор, пока не "поймем, что на этой кривой трассе это убогое оборудование лучше уже не поедет".

Цитата:
Вот поэтому от ПИД - отказались. По крайней мере в его "теоретическом" изложении..

отказались - ну и ладно. мне не очень интересны проблемы проблемы игрушечных тележек.

Arhat109-2
Offline
Зарегистрирован: 24.09.2015

"как бы это помягче... слово "чушь" подойдет?"

Ну то есть регулировкой ПИД самоктных тележек а-ля "гонка по линии" - Вы, как и Логик ни разу не занимались. То есть "не знаю но осуждаю".

В таком разе - мне ваши опыты по нагреву/охлаждению не интересны ровно также ни разу. Там всё достаточно статично и линейно и ПИД - вполне подойдет, раз не умеете проще. :)

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Arhat109-2 пишет:

"как бы это помягче... слово "чушь" подойдет?"

Ну то есть регулировкой ПИД самоктных тележек а-ля "гонка по линии" - Вы, как и Логик ни разу не занимались. То есть "не знаю но осуждаю".

В таком разе - мне ваши опыты по нагреву/охлаждению не интересны ровно также ни разу. Там всё достаточно статично и линейно и ПИД - вполне подойдет, раз не умеете проще. :)

ну, тема-то как раз про печку. на кой хер в ней появилась игрушечная тележка, да ещё и с полицейскими разворотами?

zurum777
Offline
Зарегистрирован: 07.01.2015

Уважаемые вот вот тема как раз про печку и линейный нагрев содержимого...и как это можно реализовать програмно.Да еще до кучи - если  в камере печи вакуум это как-то изменяет тепловую инерцию всей системы?

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

zurum777 пишет:

Уважаемые вот вот тема как раз про печку и линейный нагрев содержимого...и как это можно реализовать програмно.

первым делом уточняем задание - какие температуры нам нужны? не "на пятой минуте 200 градусов", а "на пятой минуте от 190 до 210 градусов" или "на пятой минуте 200 +/- 10 градусов".

потом желательно решить аппаратный вопрос - чем включаем/выключаем нагреватель (предполагаем, что симистором с переключением на "0"?) и программно-аппаратный - обработка показаний термопары. там есть обо что споткнуться, но всё многократно описано. ищем информацию, пользуемся. 

собираем установку, включаем, пробуем.

программа вычисляет температуру, которая должна быть в конкретный момент - надеюсь, это не проблема? см. тему "блинк без делэй".

в этом релизе программа тупо включает/выключает нагреватель (100/0%) при достижении заданной (для данного момента) температуры, без каких-либо тонкостей. смотрим, что получилось. 

существует некая ненулевая вероятность, что больше ничего и не надо, в допуски влезаем. тогда обмываем это дело.

если нет - начинаем усложнять программу, добавлять/уточнять регулировки. очень неплохо бы организовать какую-то регистрацию результатов.

=============

Цитата:
Да еще до кучи - если  в камере печи вакуум это как-то изменяет тепловую инерцию всей системы?
  надо полагать, как-то изменяет.

но нас больше интересуют не причины изменений, а сами изменения характеристик объекта управления: в течение одного цикла работы и в разных циклах.

хорошо бы хоть какие-то числовые данные про печку и задачу узнать.  

 

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Верно. Добавлю только что не просто "собираем установку, включаем, пробуем." А определяем ей физические пределы - максимальную скорость нагрева и температуру. Убеждаемся что эти значения превышают требуемые нам рабочие значения. Иначе никакая автоматика не поможет, не заставит систему выйти за границы её физических возможностей. Обычно это понятно даже интуитивно. Но вот человеку с тележкой оказалось ниче не понятно судя пое его страданиям с ПИД у тележки сорвавшейся в занос. Потому, чтоб не жаловатся потом что ПИД не обеспечивает, например требуемую скорость, надо проверить возможна ли она физически. Попутно полезно измерить и посчитать все что можна - тепловую инерцию, теплоизоляцию и пр. Я бы даже подумал числено отмоделировать сразу, хотяб в екселе.

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Logik пишет:

Верно. Добавлю только что не просто "собираем установку, включаем, пробуем." А определяем ей физические пределы - максимальную скорость нагрева и температуру.Убеждаемся что эти значения превышают требуемые нам рабочие значения.  

мне представляется, что печка с соответствующим запасом мощности уже есть - zurum777, ау! А моё "собираем" - про (термопара_индикатор + печка + реле).

 

Цитата:
Но вот человеку с тележкой оказалось ниче не понятно судя пое его страданиям с ПИД у тележки сорвавшейся в занос
Да ладно... ну не понимает человек смысла ПИД-регулятора, даже после книжки с разжевыванием - ну и что? Миллиарды людей не только не понимают этого, но даже и слов-то этих не знают, и ничего, живут. Многие даже вполне успешно.

 

Цитата:
Попутно полезно измерить и посчитать все что можна - тепловую инерцию, теплоизоляцию и пр. Я бы даже подумал числено отмоделировать сразу, хотяб в екселе.

да вроде бы пока ещё нечего считать/моделировать, сначала нужно систему измерения/регистрации сочинить, а потом уже включить-измерить. можно в режиме "включил на 100%, без всяких регулировок, подождал заведомо дольше, чем надо, выключил", тогда что-то появится для расчетов.

Arhat109-2
Offline
Зарегистрирован: 24.09.2015

SLKH пишет:

ну, тема-то как раз про печку. на кой хер в ней появилась игрушечная тележка, да ещё и с полицейскими разворотами?

Да, виноват тема за нагреватели. Подумалось что тут есть спецы по ПИДу или по колесному управлению с ним.. звиняюсь.

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

SLKH пишет:

 Да ладно... ну не понимает человек смысла ПИД-регулятора, даже после книжки с разжевыванием - ну и что? Миллиарды людей не только не понимают этого, но даже и слов-то этих не знают, и ничего, живут. Многие даже вполне успешно.

Ага. Только эти милиарды на этом форуме бред не пишут. Потому, пускай живут ;)

SLKH пишет:

 да вроде бы пока ещё нечего считать/моделировать, сначала нужно систему измерения/регистрации сочинить, а потом уже включить-измерить. можно в режиме "включил на 100%, без всяких регулировок, подождал заведомо дольше, чем надо, выключил", тогда что-то появится для расчетов.

Разумеется можна и по факту измереному модель делать. Хотя стадию проектирования и расчетов конструкции тоже не отменяли. Потому можна сделать модель по расчетным мощности, массе, изоляции,  теплоемкости и пр. Погонять её без автоматики, с автоматикой, откорректировать чего может. Собрать, включить, проверить совпадение с моделью. Вобщем сразу думаем, потом делаем. а не наоборот.  

Но вобще вопрос делать модель или нет - тонкий очень, зависит от массы моментов (начиная от степени дружбы с екселем и математикой до степени доступности и удаленности реального оборудования) Тут общих советов нет. Кто размечает 7 раз и отпиливает, кто отпиливает на глаз с запасом и подравнивает. Когда как в общем. )) Но наибольшая удовлетворенность процессом у меня лично если теоретическая модель совпала с реальным поведением системы. Хотя иногда это в целом дольше по времени и работе оказывается.

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Logik пишет:

 Потому можна сделать модель по расчетным мощности, массе, изоляции,  теплоемкости и пр. Погонять её без автоматики, с автоматикой, откорректировать чего может. Собрать, включить,

ага, и нейросеть не забыть туда же влындить. и хорошо бы еще в эту стратегию добавить расчет сроков, за которые топикстартер всё это освоит и сделает (напоминаю: "...вопрос -возможно ли реализовать функцию набора температуры на заданное количество градусов в минуту").

и когда (если!) он доберется до слова "включить", будет ли оно ему всё ещё надо?

"Куда вас, сударь, к чёрту занесло?"

 

 

там всех моделей-то: 

№1. 

if t<t0, включаем тэн 100% else выключаем endif

 смотрим, что получилось. если в допуски влезаем, обмываем это дело.

если нет:

№2.

if t<(t0-d1), включаем тэн 100% endif

if t<t0, включаем тэн n% else выключаем endif

или

№3.

if t<(t0-d1), включаем тэн 100% endif

if t<(t0+d2), включаем тэн n% else выключаем endif

Скорее всего, этого хватит и ещё останется.

 

 

 

 

 

 


Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Вы стартовое чообщение читали? Цитирую: "реализовать функцию набора температуры на заданное количество градусов в минуту". Про нейросети - не ко мне.

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Logik пишет:

Вы стартовое чообщение читали? Цитирую: "реализовать функцию набора температуры на заданное количество градусов в минуту". Про нейросети - не ко мне.

Читал. Более точная цитата "... вопрос -возможно ли реализовать функцию набора температуры на заданное количество градусов в минуту".  Я сильно сомневаюсь, что задавший этот вопрос человек в состоянии "сделать модель по расчетным мощности, массе, изоляции,  теплоемкости и пр. Погонять её без автоматики, с автоматикой, откорректировать чего может."  А главное - зачем вообще это моделирование?

вот печка, попалась в поисковике

Цитата:
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

- Напряжение 220V, вход со стандартной евровилкой

- Мощность 450 Вт

Рабочая температура 850 (+/-5%) градусов Цельсия

- Время прогрева 35 мин (до 830 град)

- Размеры печи, с ручкой дверцы (мм): 250 (ширина) x 160 (глубина) x 175 (высота);

- Размеры рабочей камеры (мм): 125 (ширина) x 70 (высота) x 70 (глубина);

- Длина шнура 1 м

- Вес – 1,8 кг ( в упаковке 2,5 кг)

- Настольная

Всё, больше мы ничего о ней не знаем. Предположим, что наша задача - прогрев в течение 60 минут до 800 градусов и затем выдержка при этой тепературе 80 минут, допустимое отклонение +/- 5 градусов - т.е. по мощности она нам подходит. И какие такие модели нужно строить до её включения?

Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

Термическое сопротивление теплоизоляции R=(850-20)/450=1,84 К/Вт, постоянная времени нагрева 35/3=12мин, температура от времени  без учета теплоемкости материала (мне материал не известен, а ТС очевидно да) T=20+830*(1-exp(-t/12)),  скорость нагрева от времени W=830*exp(-t/12)/12 и на максимуме при старте 69К/мин... Продолжать не буду, вам оно видно не нужно, а инженерное образование на форумах не получают.

// А главное - зачем вообще это моделирование?

писец..средние века.. отменим давайте, вместе с проектированием как лженауку.. мосты наглаз построим, нагревателей будет мало - добавим сбоку.. Желаете методом проб и ошибок - в добрый путь  ;)

А что сможет ТС зависит от того, что он будет делать. Ничего невозможного в его вопросе нет.

 

SLKH
Offline
Зарегистрирован: 17.08.2015

Logik пишет:

Термическое сопротивление теплоизоляции R=(850-20)/450=1,84 К/Вт, ..........

хорошо, теперь мы знаем Термическое сопротивление теплоизоляции, постоянная времени нагрева,  температура от времени  без учета теплоемкости материала, скорость нагрева от времени и на максимуме при старте ..

и где счастье? куда знание этих показателей приткнуть - для решения конкретной поставленной задачи?

Цитата:
Продолжать не буду, вам оно видно не нужно
совершенно не нужно, указанных в рекламке вполне достаточно. там ещё есть гораздо более нужная информация, чем приведенные результаты вычислений - цена и способы доставки.

Цитата:
писец..средние века.. отменим давайте, вместе с проектированием как лженауку.. мосты наглаз построим, нагревателей будет мало - добавим сбоку..
угу. накрутить совершенно бесполезные расчеты вокруг простой практической задачи - чтобы было наукообразно и солидно? а на вопрос "а на фига оно?" развести демагогию про отмену проектирования и мосты...

Цитата:
а инженерное образование на форумах не получают.
инженерное образование у меня давно, и стаж реальной работы с разнообразным железом немалый. и считать приходилось - когда эти расчеты для чего-то действительно были нужны, а не "чтобы было".

К слову: римляне строили мосты ещё до Р.Х. ,  до всякого матана, который значительно моложе. по нынешним понятиям именно что "на глаз". Многие до сих пор стоят и используются.