ПИД регулятор

[Aleksey Belokon]

Добрый день! Понимаю избитую тему но прочитав все что есть на форуме, по теме ПИД, ответы не нашел. Использую PID регулятор из библиотеки UTIL.lib. Электро калорифер в приточной системе. В результате экспериментов с параметрами (пальцем в небо) выставил значения следующие KP = 1; TN = 100; TV = 0.
При попытке увеличить TV (ставил от 5 до 50) картина одна и та же резко начинает расти Y и температура аж до 50+ градусов в притоке, держит 99% немного прыгая уменьшится на процент и опять вернется. Ну дальше конечно нервы не выдерживали, приходилось гасить, а то так и до повреждений недалеко. Почему-то не уменьшает проценты когда температура становится выше уставки.

При выбранных же значениях колебания равномерные идут где-то 5 градусов, в процентах где-то 10%. Хотелось бы стабилизировать колебания и понять работу ПИД регулятора.

Если у кого есть рекомендации по литературе теоретическая часть ПИД (только не надо библиотеку скидывать, время тоже ограниченно) действительно стоящей. Ну и вопрос может есть какой алгоритм подбора коэффициентов вручную.

Цифры применял по аналогии с заводскими заданиями в ТРМ133М, там KP = 0,1; TN = 100; TV = 15.

[kgsh82]

Добрый день! Понимаю избитую тему но прочитав все что есть на форуме, по теме ПИД, ответы не нашел. Использую PID регулятор из библиотеки UTIL.lib. Электро калорифер в приточной системе. В результате экспериментов с параметрами (пальцем в небо) выставил значения следующие KP = 1; TN = 100; TV = 0.
При попытке увеличить TV (ставил от 5 до 50) картина одна и та же резко начинает расти Y и температура аж до 50+ градусов в притоке, держит 99% немного прыгая уменьшится на процент и опять вернется. Ну дальше конечно нервы не выдерживали, приходилось гасить, а то так и до повреждений недалеко. Почему-то не уменьшает проценты когда температура становится выше уставки.

При выбранных же значениях колебания равномерные идут где-то 5 градусов, в процентах где-то 10%. Хотелось бы стабилизировать колебания и понять работу ПИД регулятора.

Если у кого есть рекомендации по литературе теоретическая часть ПИД (только не надо библиотеку скидывать, время тоже ограниченно) действительно стоящей. Ну и вопрос может есть какой алгоритм подбора коэффициентов вручную.

Цифры применял по аналогии с заводскими заданиями в ТРМ133М, там KP = 0,1; TN = 100; TV = 15.

Я пользуюсь именно этим регулятором. Ставлю такие коэффициенты: KP:=5; TN:=120; TV:=0; Всё прекрасно работает.

Выложите кусочек вызова ФБ

[Sergey666]

Не помню было это на форуме или нет...

(*================================================ ===========*)
Сказка про ПИД-регулятор

Cадитесь поудобнее и слушайте... Давным давно, в позапрошлом веке или в позапрошлом тысячелетии или ещё ранее, то уже сейчас точно неведомо, в Англии или в России или в Греции или в Тридесятом царстве, были предприняты первые попытки реализовать саморегулирующиеся системы. Однако получалось это не всегда, ни с того ни сего, арыки выходили из берегов не донося до садов живительную влагу, то паровые машины шли вразнос, губя создателей своих без вины, а то количество чиновников молниеносно увеличивалось на фоне стремительного обнищания народа. Много мудрых мудрецов думали, как бы делу помочь, как одолеть стихию непонятную? Звездочеты думали-думали, ничего путного не придумали. Физики с математиками думали-думали, несколько матмоделей придумали только и всего. А естествоиспытатели с алхимиками взяли и придумали PID-регулятор. Приладили его к чему-то, историки не успели записать к чему, посмотрели - хороша вещица. И давай с тех пор втыкать его куда ни попадя. Однако вот незадача - двенадцать раз втыкнут, ну всё хорошо, а на тринадцатый не подходит хоть ты тресни! Уж и сенсоры заморские ставили, актюаторы аглицкие врезали - ничего не помогает. Стали кликать математиков на помощь. Математики они хоть и бывают злыми иногда, и память у них хорошая, но всё ж народ незлопамятный - пришли. Посмотрели математики на PID регулятор - ересь да и только! Но делу то надо помочь... Кому пятилетку за три года надо делать, а у кому тред-юнион покоя не даёт. Вообщем согласились математики с алхимиками - будем для вас критерии сочинять. Правда последние уж не алхимиками звались, а называли себя гордо Инженерами по Автоматизации - с насиженных мест их химики к тому времени полностью вытурили. Сочиняли критерии Найквист и Вайттекер, Вышнеградский и Михайлов, и еще много-много других мудрецов. Сочиняли затейливо и красиво. То ажурну загагулину на кресте нарисуют, то кружочки с крестиками, а то и просто плюсики да минусики вряд. Как ни стараются математики - доходит до Инженеров по Автоматизации неважно. И тогда снизошло на Николса-Циглера прозрение - если по Сеньке и шапка, то каков регулятор такие и настройки его. И не надо людям голову морочить вовсе! Взял он и: 1. на работающем PID регуляторе, в относительно установившемся режиме, отключил D и уменьшил, на сколько это возможно, влияние I соответствующим образом изменив Ti (Внимание! некоторые контролеры имеют нетрадиционную ориентацию Ti, а некоторые, особо впечатлительные контроллеры от Ti=0 могут впасть в кому. Поэтому, ничего не обобщая, советую, прежде чем что-то предпринимать, обратится к документации на конкретный контролер и думать мозгами.). 2. потом стал Николс-Циглер увеличиваль, постепенно, с шагом около 10 % оставшийся коэффициент - Р, до возникновения автоколебаний в контуре - записал "Ко". 3. Записал величину периода этих колебаний - "То". 4. Недолго подумав решил что: для PI K = Ko * 0.45 Ti = To / 1.2 для PID K = Ko * 0.6 Ti = To / 2 Td = To / 8 5. Но видно очень не долго думал Николс-Циглер, перерегулирование аж до 40%! Тогда поправил его Тирес-Любен: K = Ko / 3.22 Ti = To * 2.2 , а Td добавлять по вкусу. С той поры Инженеры по Автоматизации вроде как посвящённые стали, много ещё чего понапридумывали и линеаризацию и декуплинг и всякие поправки для объектов без самовыравнивания, а тринадцатый регулятор всё равно не в дугу...
(*================================================ ===============================================*)
Может поможет...
Там еще 2 ПИДа - один фикс цикл - его вызывать надо с периодом (1 раз в секунду) , другой во входном параметре имеет период пересчета коэффициентов в мс.

[MikeF]

Это ST. Выложите файл, посмотрим.

[kukla100]

Это ST. Выложите файл, посмотрим.

Вот выкладываю

[Pvalp]

Сообщение от kukla100 #126
на каком языке это написано? Можете выложить готовый блок? И при повторении выдаёт ошибку
8.jpg

Сообщение от MikeF Посмотреть сообщение
Это ST. Выложите файл, посмотрим.

Сообщение от kukla100 #128
Вот выкладываю
Вложения
Тип файла: lib PID.lib (9.1 Кб, Просмотров: 141)

Там всего лишь маленькая ошибка, наверное сделанная автором чисто автоматически.
было:
8.jpg
стало:
7.JPG

и сама библиотека:
PID.lib
Уже поправленная.

[Alber]

ЧТо-то тема засохла!
Не знаю, относиться ли мой вопрос к этой теме, а может к другой (какой подскажите), но то что он про регулятор - это точно
Может у кого есть опыт применения различных видов регуляторов подскажет какой вид регулятора наиболее приемлем для инерционных систем (помещений, отапливаемых теплыми полами, электро батареями).
Я так поня из написанного, что это гистерезисные. А может ПИ пойдет или еще какой? И в чем их преимущество?

[MikeF]

Для отопления помещения эл. нагревателем я использовал ПИД, д-часть конечно роли не играла, но работало хорошо, темп. держалась с очень маленьким отклонением. Использовались два датчика темп., значение с них усреднялось с весовыми коэффициентами (для более комфортного пребывания людей в определенных местах помещения).
Для отопления помещения с помощью теплых полов использовали ПИ, длительность имп. фиксирована 1% от полного хода трехходового, длит. паузы определяется значением с ПИ-регулятора. Датчик темп. воздуха использовался с дискретным выходом (кажется какой-то из Dallas).
Последний случай конечно суперинерционный, регулятор долго выходит на плавный режим регулирования, первые много часов действительно по сути в гистерезисном режиме работает.

[Alber]

А как себя ведут такие системы в нештатных ситуациях (открытие дверей, окон), долго ли они восстанавливаются и чем лучше гистерезиса, ведь если гистерезис маленький поставить, то откланения не такие громадные будут!? Я имею ввиду с точки зрения эффективности, на сколько применение ПИ регулятора по расходу мощности выше гистерезиса или при умелой настройке разница между ними сводиться к минимуму, а столько городить (ШИМ с большими интервалами) смысл?
ПИД регуляты для электрического теплого пола не делают! ну может вип модели и те просто вид ПИДа имееют, а сами в гистерезисе работают!
Вот у ПИДа есть регулировка уровня выходной мощности - это плюс (хотя при таких условиях не очень понятно плюс ли)

значение с них усреднялось с весовыми коэффициентами (для более комфортного пребывания людей в определенных местах помещения). А ЭНТО КАК ДЕЛАЕТСЯ?

[MikeF]

А как себя ведут такие системы в нештатных ситуациях (открытие дверей, окон), долго ли они восстанавливаются

Долго конечно. Для примера можно посмотреть тесты климат-контроля в машине, такие тесты часто делают в автомурзилках.

на сколько применение ПИ регулятора по расходу мощности выше гистерезиса

О, это интересный вопрос. Хотя и банальный, т.к. разбирается в учебниках. Но, как показала практика, мало кто задумывается, что несколько грамотных строчек кода могут сэкономить серьезные деньги.

Само собой ПИ экономичнее вкл/выкл!

Здесь есть варианты эл. отопление или на газу.

С эл. выгода может быть не такой большой при определенных условиях. Проблема двухпозиционных регуляторов в том, что процесс регулирования на практике всегда несимметричен. Т.е. либо постоянный перегрев или постоянный недогрев. Использование регулятора с И-составляющей симметрирует процесс автоматически, благодаря чему и получается экономия энергоресурсов из-за исключения постоянного перегрева выше уставки.

С газовым отоплением плюс к этому добавляются потери энергии при продувке горелки, если используется двухпозицонное/ступенчатое регулирование. Т.е. нужно ПИ регулирование + модулируемая горелка. Не говоря уже об износе оборудования из-за постоянных пусков и термоциклирования всей системы.

А ЭНТО КАК ДЕЛАЕТСЯ?

Да, звучит пафоснее чем делается

Сигналы с датчиков перед подачей на регулятор обрабатываются простой формулой.
Тср=К1*Т1+К2*Т2,
где Тср - темп. для подачи на регулятор,
Т1 и Т2 - сигналы с датчиков,
К1 и К2 - весовые коэф. причем К1+К2=1.

В моём случае коэф. были равны 0,4 и 0,6 соответственно, т.е. регулятор "больше ориентировался" на показания датчика Т2.