ПИД - НЕ нужен там, где реакция об'екта несоизмеримо медленнее регулирующего воздействия. В этих случаях применяется простой ключевой регулятор, поддерживающий заданный параметр - хоть по программе, хоть нет. К таковым относятся, в первую очередь - печи, всякие нагреватели, ну и знаменитый Бачок.
А вот когда реакция порядка миллисекунд, и само воздействие меняется за миллисекунды - вот место для ПИД-а. Типичное дело - привода механизмов, станков. Сигнал поданный на привод быстро разгоняет исполнительный механизм (действует дифференциальная составляющая). типичное время 5..20 мс. Время изменения воздействия по обратной связи - 1..10 мс. Вот тут-то и нужны свойства ПИД-регулятора, чтобы предугадать заданную координату механизма. При подходе к координате всупает в силу пропорцианальная составляющая.
Конечно, ПИД может пригодится во многих случаях, не только механических - важно понять и прочувстврвать динамику процесса. И хватит прилаживать ПИД к бачку, где динамика напрочь отсутсвует в принципе !
С уважением, SAN
поддержу! ухватил сома за жабры!
и от стальной его груди отскакивают стрелы.
Первоначально опубликовано sanwork
ПИД - НЕ нужен там, где реакция об'екта несоизмеримо медленнее регулирующего воздействия. В этих случаях применяется простой ключевой регулятор, поддерживающий заданный параметр - хоть по программе, хоть нет. К таковым относятся, в первую очередь - печи, всякие нагреватели, ну и знаменитый Бачок.
А вот когда реакция порядка миллисекунд, и само воздействие меняется за миллисекунды - вот место для ПИД-а. Типичное дело - привода механизмов, станков. Сигнал поданный на привод быстро разгоняет исполнительный механизм (действует дифференциальная составляющая). типичное время 5..20 мс. Время изменения воздействия по обратной связи - 1..10 мс. Вот тут-то и нужны свойства ПИД-регулятора, чтобы предугадать заданную координату механизма. При подходе к координате всупает в силу пропорцианальная составляющая.
Конечно, ПИД может пригодится во многих случаях, не только механических - важно понять и прочувстврвать динамику процесса. И хватит прилаживать ПИД к бачку, где динамика напрочь отсутсвует в принципе !
С уважением, SAN
А вот чисто из любопытства, почему тогда все энергетики суют каскадные регуляторы (или, как их называют приводчики, системы подчиненного регулирования) на регулирование уровня в котлах? И ведь даже в РД прописывают!!! ну, может ПИДов там и нет, но ПИ и ПД - точно... Чем котёл не бачок? а уж про постоянную времени и говорить не приходится: минуты!!!
Иван Данилушкин
Кстати про "Бачок", -
"Интегрирующий поплавковый гироприбор (гироскоп) обеспечивает высокую точность измерения углов отклонения ракет и самолетов и применяется в гиростабилизированных платформах систем навигации. В поплавковых гироскопах гиромотор вмонтирован в поплавковую камеру (бачок), плавающую в тяжелой жидкости. Вязкое сопротивление жидкости при движении поплавка заменяет действие демпфера."
"Динамические звенья: апериодическое, апериодическое неустойчивое, усилительное, интегрирующее и т.д."
Просто ПИ (или если ну ооочень кому хочется ПИД) дает точность поддержания в несколько раз лучшую чем позиционный регулятор. Но за это платят гемороем при настройке и необходимостью ловить регулятор за руку, чтоб не убегал далеко. Второе соображение - не всегда пила приемлима для объекта регулирования - его может просто такой закон раздолбать. Если точность позиционного регулятора достаточна - нафига козе баян, не нужен никакой ПИД.
При экспериментах ни один чайник не пострадал
-----------
Плохому системному интегратору всегда OPC сервер мешает.
______________
Пишу на C++ за еду
Исходный ПИД содержит полный набор функций. Но если надо, можно использовать только нужные, частично или полностью. Чаще всего оставляют П-ропорциональную составляющую, иногда - ПИ. Ну и как назвать это новое появившееся устройство ? Бывший ПИД, или просто - регулятор с обратной связью, который уже не имеет главных для ПИД-а динамических составляющих ? Это - кому как хочется. Техническая суть остается сама-собой.
Кроме теории есть чисто технический момент, касающийся П-ропорциональных регуляторов, обычно для мощных нагревателей. При большой мощности классический регулятор, например полученный из ПИД-а не сможет рассеивать на себе избыток мощности. Тогда ставится просто ключевой регулятор с обратной связью. Все современные регуляторы уже ключевые. Да и приводы с ПИД, в том числе и частотные, все на мощных ключах.
Сложные электронные устройства, с агрегатными функциями регулирования, сейчас превратились в чипы с копеечной ценой. И потому очень просто сложный регулятор приспособить как простейший ключ. Вот тут-то и надо отличить одно от другого: устройство как микросхема, от устройства как функциональный узел.
Насчет математики - обязательно, без неё никак не обойдешси ! Но ведь математика это не только формулы, а еще и графики. Так вот, чаще легче решить задачу именно графически. В инженерной практике так и делается. Особо это касется нелинейных задач, коими и являются решения ПИД регуляторов.
А ещё мощней - численные методы. Раньше их нельзя было применить из-за невероятной рутинной трудоемкости, и поручали эти дела в НИИ. А теперь у нас есть компьютеры, и любой грамотный студент имеющий интерес, забросит в комп пару нелинейных дифф-уравнений и превратит решение в увлекательное занятие, наблюдая на экране за развитием процесса (между Аськами )
P.S. В прошлой выкладке надо исправить ( ... вступает пропорциональное звено ...) на (... вступает интегрирующее звено ...)
С уважением, SAN
Первоначально опубликовано sanwork
Кроме теории есть чисто технический момент, касающийся П-ропорциональных регуляторов, обычно для мощных нагревателей. При большой мощности классический регулятор, например полученный из ПИД-а не сможет рассеивать на себе избыток мощности. Тогда ставится просто ключевой регулятор с обратной связью. Все современные регуляторы уже ключевые. Да и приводы с ПИД, в том числе и частотные, все на мощных ключах.
И всё-таки, уважаемый SAN, мне кажется, что вы несколько упрощаете . Да, конечно, в ключевом режиме работают и ЧП, и регуляторы мощных нагревателей, но только перед ключом обычно стоит ШИМ, который скважностью обеспечивает плавное регулирование мощности от 0 до 100%... а перед ШИМ-ом - любой регулятор, в том числе и ПИД, например. И, кстати, в ЧП закладывают ОЧЕНЬ сложные векторные мат. модели... Что же касается регуляторов мощных нагревателей и всякого рода бачков, то дело не в малых или больших постоянных времени. (Если посмотреть методики инженерных расчётов коэффициентов типовых регуляторов, то можно заметить, что в большинстве случаев вводят понятие относительных коэффициентов... Так что - большим постоянным времени - большие времена интегрирования, малым - малые .) Дело в ограничениях на мощность управляющего воздействия... Если бы их не было - все процессы давно бы уже стали безынерционными...
Первоначально опубликовано sanwork
Особо это касется нелинейных задач, коими и являются решения ПИД регуляторов.
Передаточная функция ПИД-регулятора относится к классу линейных систем.
Иван Данилушкин
Не совсем ясно "... ограничения на мощность управляющего воздействия... "
Это всмысле, источники воздействия не могут развить бесконечную мощьность для безинерционного управления ? Так что-ли ..
Или, ограничение мощности вводится принудительно, по понятным причинам - реальные электронные компоненты ограничены по мощности. Но тогда, эти вспомогательные меры не входят собственно в теорию регулирования.
С уважением, SAN
Отдельный регулятор описывается линейными дифф.уравнениями. А включенный в процесс - это уже нелинейная система, потому что её части влияют друг на друга. Типичный пример: газ или жидкость имеющие линейную зависимость диэлектрической проницаемости от напряженности поля, и отдельно, конденсатор с линейно-зависимой емкостью.
А вот конденсатор помещенный в газ - уже нелинейная система со взаимным влиянием, и эту задачу не решишь аналитически - только нелинейными методами. Лучше всего - численными.
С уважением, SAN
Первоначально опубликовано sanwork
Не совсем ясно "... ограничения на мощность управляющего воздействия... "
Это всмысле, источники воздействия не могут развить бесконечную мощьность для безинерционного управления ? Так что-ли ..
Или, ограничение мощности вводится принудительно, по понятным причинам - реальные электронные компоненты ограничены по мощности. Но тогда, эти вспомогательные меры не входят собственно в теорию регулирования.
С уважением, SAN
В смысле - не могут развить бесконечную мощность... и ваши "понятные причины" - это, на мой взгляд, почти то же самое, не суть. И, если под ТЕОРИЕЙ РЕГУЛИРОВАНИЯ понимать только линейную часть теории автоматического управления (ТАУ), тогда - вы совершенно правы!!!
ну и, просто, чтобы не вводить в заблуждение остальных читателей: многосвязная система (система со взаимным влиянием), составленная из линейных передаточных функций, с точки зрения ТАУ, остаётся линейной, просто, в большинстве случаев, из-за громоздкости получающихся передаточных функций замкнутых контуров, её проще исследовать с помощью численных методов моделирования. Ну да это уже опять вопрос терминологии .
С уважением,
Иван Данилушкин
Как-то сложно вы всё объясняете. Если система не имеет запаздывания, то тогда и только тогда проявляется Д-компонент ПИД-регулятора. Можно, допустим, в тепловых системах придать вес Д-параметру регулятора, но поиметь проблемы с настройкой и эксплуатацией. Потому что "управляющее воздействие" имеет место быть переменным из-за флуктуаций подводимой мощности при неподвижном Рабочем Органе. В механических системах управления, там все практически гладко и подводимая мощность нужна только для разгона РО, а чтоб не пролететь точку уставки РО, Д-компонент вынь-да-положь. Потому как назначение его, подойти к заданному параметру с минимальной скоростью, чтоб не пролететь.
Развить бесконечную мощность, ИМХО пустой наворот от теоретиков ТАУ, потому как сколько подашь, столько и возьмешь. И не более того, хотя доказательство этого состоит из многих формул. Возможно на этом кто-то диссертацию сделал.
Совсем не стоит обсуждать "многосвязные системы", ИМХО это больше 3-х. Например, управление подачей топлива в инжекторном двигателе, четыре аналоговых сигнала и более. Там имеется главный параметр регулирования, игнорируемый в известном режиме. Сложность таких систем не позволяет разрабатывать водиночку аналогичные проекты, хотя кто-то может пальцы гнуть. Один раз, попробовав, больше не захочет.
Вы не можете публиковать новые темы в этом форуме Вы не можете отвечать на сообщения в этом форуме Вы не можете удалять Ваши сообщения на этом форуме Вы не можете редактировать Ваши сообщения на этом форуме Вы не можете создавать голосования на этом форуме Вы не можете выражать своё мнение в голосованиях на этом форуме