Современные технологии автоматизации» («СТА») —  журнал для квалифицированных специалистов по промышленной автоматизации Форум СТА — современные технологии автоматизации Домашняя страница
Домашняя страница форума CTA Домашняя страница форума CTA > II. АСУТП и SCADA > Теория и практика автоматизации
  Активные темы Активные темы
  FAQ FAQ  Искать в форуме   Зарегистрироваться Зарегистрироваться  Вход в систему Вход в систему

Просто о работе ПИД-регулятора

 Ответить Ответить Страница  <1 1112131415 16>
Автор
Сообщение
Petrov Смотреть выпадающим
Действительный член
Действительный член
Аватар

Присоединился: 15 Январь 2004
Категория: Russian Federation
Online Status: Offline
Публикации: 805
Свойства публикации Свойства публикации   Ответить, цитируя автора - Petrov Ответить, цитируя автора -  ОтветитьОтвет Прямая ссылка на эту публикацию Тема сообщения: Просто о работе ПИД-регулятора
    Опубликовано: 31 Январь 2010 20:41
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



Clap поддержу! ухватил сома за жабры!
и от стальной его груди отскакивают стрелы.
Наверх
D. Ushkin Смотреть выпадающим
Участник
Участник
Аватар

Присоединился: 14 Январь 2005
Категория: Russian Federation
Online Status: Offline
Публикации: 69
Свойства публикации Свойства публикации   Ответить, цитируя автора - D. Ushkin Ответить, цитируя автора -  ОтветитьОтвет Прямая ссылка на эту публикацию Опубликовано: 31 Январь 2010 20:51
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
Наверх
Van Pirsoff Смотреть выпадающим
Новичок
Новичок
Аватар

Присоединился: 14 Январь 2009
Категория: Latvia
Online Status: Offline
Публикации: 9
Свойства публикации Свойства публикации   Ответить, цитируя автора - Van Pirsoff Ответить, цитируя автора -  ОтветитьОтвет Прямая ссылка на эту публикацию Опубликовано: 01 Февраль 2010 03:02
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."
 
Исп. лит-ра.
Н.Н. Иващенко. Автоматическое регулирование. Москва. Машиностроение. 1973.
 
Beer
Наверх
Vald Смотреть выпадающим
Действительный член
Действительный член
Аватар

Присоединился: 02 Октябрь 2007
Категория: Russian Federation
Online Status: Offline
Публикации: 427
Свойства публикации Свойства публикации   Ответить, цитируя автора - Vald Ответить, цитируя автора -  ОтветитьОтвет Прямая ссылка на эту публикацию Опубликовано: 01 Февраль 2010 11:00
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
Наверх
sanwork Смотреть выпадающим
Действительный член
Действительный член


Присоединился: 08 Март 2006
Категория: Russian Federation
Online Status: Offline
Публикации: 440
Свойства публикации Свойства публикации   Ответить, цитируя автора - sanwork Ответить, цитируя автора -  ОтветитьОтвет Прямая ссылка на эту публикацию Опубликовано: 01 Февраль 2010 13:55

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 Smile)

P.S.  В прошлой выкладке надо исправить  (  ... вступает пропорциональное звено ...)  на  (... вступает интегрирующее звено ...)

С уважением, SAN

Наверх
D. Ushkin Смотреть выпадающим
Участник
Участник
Аватар

Присоединился: 14 Январь 2005
Категория: Russian Federation
Online Status: Offline
Публикации: 69
Свойства публикации Свойства публикации   Ответить, цитируя автора - D. Ushkin Ответить, цитируя автора -  ОтветитьОтвет Прямая ссылка на эту публикацию Опубликовано: 01 Февраль 2010 21:09
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 Smile. 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 Big smile.) 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
Наверх
sanwork Смотреть выпадающим
Действительный член
Действительный член


Присоединился: 08 Март 2006
Категория: Russian Federation
Online Status: Offline
Публикации: 440
Свойства публикации Свойства публикации   Ответить, цитируя автора - sanwork Ответить, цитируя автора -  ОтветитьОтвет Прямая ссылка на эту публикацию Опубликовано: 01 Февраль 2010 21:33

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

Наверх
sanwork Смотреть выпадающим
Действительный член
Действительный член


Присоединился: 08 Март 2006
Категория: Russian Federation
Online Status: Offline
Публикации: 440
Свойства публикации Свойства публикации   Ответить, цитируя автора - sanwork Ответить, цитируя автора -  ОтветитьОтвет Прямая ссылка на эту публикацию Опубликовано: 02 Февраль 2010 01:43
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

Наверх
D. Ushkin Смотреть выпадающим
Участник
Участник
Аватар

Присоединился: 14 Январь 2005
Категория: Russian Federation
Online Status: Offline
Публикации: 69
Свойства публикации Свойства публикации   Ответить, цитируя автора - D. Ushkin Ответить, цитируя автора -  ОтветитьОтвет Прямая ссылка на эту публикацию Опубликовано: 02 Февраль 2010 10:11
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 Smile.
 
С уважением,
 
Иван Данилушкин
Наверх
Ludvig Смотреть выпадающим
Действительный член
Действительный член


Присоединился: 01 Ноябрь 2006
Категория: Russian Federation
Online Status: Offline
Публикации: 217
Свойства публикации Свойства публикации   Ответить, цитируя автора - Ludvig Ответить, цитируя автора -  ОтветитьОтвет Прямая ссылка на эту публикацию Опубликовано: 02 Февраль 2010 23:20

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 флуктуацийErmm 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.

Извините, если что не так
Наверх
 Ответить Ответить Страница  <1 1112131415 16>

Переход на форум Права доступа на форуме Смотреть выпадающим

Bulletin Board Software by Web Wiz Forums® version 9.64
Powered by Web Wiz Forums Free Express Edition
Copyright ©2001-2009 Web Wiz