Цифровой ПИД регулятор с аналоговым, трехпозиционным и ШИМ выходом

[dimalimite]

Добрый день.
Цифровой ПИД регулятор с аналоговым, трехпозиционным и ШИМ выходом. Сделаны на классическом разностном уравнение.
Программа и блоки прикреплены к сообщению или можно скачать с диска.
Если есть желание посмотреть/послушать теорию как работают, то

СпойлерПоказать

СпойлерПоказать

Реакция на ступенчатые воздействия одновременно трех регуляторов

СпойлерПоказать

Как устроены данные блоки

СпойлерПоказать

Развлекательно-позновательное видео про настройку регуляторов

СпойлерПоказать

Как влияют параметры ПИД-регулятора на процесс

СпойлерПоказать

Диск

СпойлерПоказать

04.01.2019 Добавил версию регулятора c аналоговым выходом _V1. Теперь не требуется подача внешнего импульса 100 мс по фронту. Всё в одном блоке.
05.01.2019 Добавил версию регулятора c ШИМ выходом _V1. Теперь не требуется подача внешнего импульса 50 мс по фронту. Всё в одном блоке.
06.01.2019 Добавил версию регулятора c трехпозиционным выходом _V1. Теперь не требуется подача внешнего импульса 100 мс по фронту. Всё в одном блоке. См. сообщение №5 ниже.
09.01.2019 Добавил версию регулятора c аналоговым выходом _V11. Расширены ограничения на время цикла (от 0,05 сек), время исполнительного механизма (от 0,05 сек), время интегрирования Ти (от 0,05 сек). См. сообщение №11 ниже.
27.01.2019 Добавил версию регулятора с ШИМ выходом_V12. См. сообщение №28 ниже. Добавлен для информации выход текущей мощности в % (НЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АНАЛОГОВЫМИ МЕХАНИЗМАМИ!!!!) и возможность изменения мин. длительности импульса от 0 до Цикл/2 сек в режиме РЕЛЕ.

[Andvaz]

Andvaz, так у Вас противоречивые входные данные. Формула такова, что при скорости изменения давления в камере №2 96Па/с в камере №1 скорость изменения давления должна составлять 37,4 Па/с. Иначе формула соблюдена не будет. А Вы хотите скорость не более 24 Па/с.

Отправлено спустя 10 минут 4 секунды:
Эта задачка не решаемая.
И к стати превышать пишется через Е ! Господа, техзадание на бумаге - это уже документ!

Изменение давление в Камере 2 я взял среднее число. Оно меняется в зависимости от давление, чем выше тем скорость изменения давления меньше. При достижении максимального значения оно уже равно 41Па/с. Это имитация профиля полёта, набора высоты. Фактически он будет успевать, но не исключается небольшое запаздывание. И вот поэтому и прошу у вас помощи в данном вопросе. Как это организовать, чтобы скорость изменения давления в камере 1 не превышало 24 Па/с, но при этом по давлению фоммула соблюдалась. Возможно и запаздывание главное чтобы критерии скорости соблюдались.

Отправлено спустя 21 минуту 55 секунд:
Немного неправильно написал. «Оно меняется в зависимости от давление, чем выше высота (давление меньше) тем скорость изменения давления меньше.»

[Dryundel]

Немного неправильно написал. «Оно меняется в зависимости от давление, чем выше высота (давление меньше) тем скорость изменения давления меньше.»

Да понял. Немного в этом разбираюсь.
.

Как это организовать, чтобы скорость изменения давления в камере 1 не превышало 24 Па/с, но при этом по давлению фоммула соблюдалась. Возможно и запаздывание главное чтобы критерии скорости соблюдались.

Вот Вы снова ставите две противоречивые задачи.
Хотите что бы формула соблюдалась и скорость изменения в камере 1 не превышала 24 Па/с
Для того что бы соблюлись оба условия, скорость изменения в камере 2 не должна превышать 61,59 Па/с (исходя из Вашей формулы)
В противном случае либо соблюдаем скорость, либо давление по формуле.
Выберите что нибудь одно.

Отправлено спустя 12 минут 38 секунд:

Возможно и запаздывание главное чтобы критерии скорости соблюдались.

Как только скорость изменения в камере 2 не перешкалит за 61,59 Па/с , так запаздывание неизбежно. И к формуле возможно только стремится, о соблюдении речи уже быть не может.

Отправлено спустя 25 минут 40 секунд:

Всю голову уже поломал как это можно реализовать. Уже мысли даже были поставить релюшку после выхода ПИДа по давлению.

А вот это уже правильное направление мысли. Хотя и в корне не верное.
За скорость изменения в ПИД регуляторе отвечает дифференциальная составляющая. Вероятно ее и придется динамически изменять в пиковые моменты, когда скорость изменения в камере 2 начала перешкаливать за 61,59 Па/с.
Однако это не предотвратит запаздывания, а значит и временного несоблюдения формулы.
Ну пока что такие идеи, в качестве советов.

[Andvaz]

Запаздывание неизбежно. А скорость изменения в камере 1 держать нужно всегда 24 Па/с. Вопрос следующий какие параметры подавать на вход ПИД регулятора для того чтобы на выходе получалось управление импульс и пауза заслонкой и по скорости не выходили за значение 24 па/с

Отправлено спустя 12 минут 18 секунд:
Вот ПИД который сейчас стоит у нас. Давление он держит, а вот скорость нет. И как сделать так чтобы ещё и скорость выдержать 24 не подскажите?

Отправлено спустя 6 минут 3 секунды:
Ризм- давление фактическое в камере 1.
Рзад- это рассчитанное по формуле.

Отправлено спустя 38 секунд:
А как сделать скорость не знаю

[edyapd]

А скорость изменения в камере 1 держать нужно всегда 24 Па/с

В тех задании у вас написано, что скорость не должна превышать 24 Па/с. А это несколько другое.
И вот даже я, не бум-бум во всём этом и то уже понял, что скорость у вас будет в заданных пределах, если вы выполните условие

скорость изменения в камере 2 не должна превышать 61,59 Па/с

[Andvaz]

А скорость изменения в камере 1 держать нужно всегда 24 Па/с

В тех задании у вас написано, что скорость не должна превышать 24 Па/с. А это несколько другое.
И вот даже я, не бум-бум во всём этом и то уже понял, что скорость у вас будет в заданных пределах, если вы выполните условие

скорость изменения в камере 2 не должна превышать 61,59 Па/с

Я согласен, не правильно написал, скорость не должна превышать 24 Па/с.

Отправлено спустя 3 минуты 24 секунды:
Я понимаю. А как быть в тех случаях когда скорость изменения в камере 2 становится больше чем 61,59 Па/с?

[Dryundel]

Вот ПИД который сейчас стоит у нас. Давление он держит, а вот скорость нет. И как сделать так чтобы ещё и скорость выдержать 24 не подскажите?

Andvaz, ну что же Вы все по кругу то ходите?
Попытайтесь еще раз внимательно прочитать все что я написал выше и осознать это:

Для того что бы соблюлись оба условия, скорость изменения в камере 2 не должна превышать 61,59 Па/с (исходя из Вашей формулы)
В противном случае либо соблюдаем скорость, либо давление по формуле.
Выберите что нибудь одно.

Никаким ПИД регулированием, да и вообще никаким способом Вам не удастся соблюсти два противоречивых условия.

Вопрос следующий какие параметры подавать на вход ПИД регулятора для того чтобы на выходе получалось управление импульс и пауза заслонкой и по скорости не выходили за значение 24 па/с

Никто вообще не в курсе какие параметры у Вас стоят на вашем ПИД регуляторе и в каких единицах. Каждая система индивидуальна и ее настройка это вопрос понимания процесса в целом. Исходя из ваших слов, что давление все-таки выдерживается, можно сделать вывод что ПИД регулятор настроен правильно. Но Вы же хотите невозможного!

Самым простым способом, на мой взгляд, в вашем случае, будет механическое ограничение проходного сечения через которое происходит выравнивание давления. Это сечение должно обеспечивать максимальную скорость изменения давления в камере 1. Однако абсолютного эффекта это все равно не даст и при выходе системы из критическо состояния (когда скорость изменения в камере 2 перешкалила за 61,59 Па/с и началось запаздывание) возможна раскачка ПИД из-за накопившегося за это время приращения Ki составляющей.

Можно попробовать пойти другим путем. Как я уже писал, добавить динамическое изменение коэффициентов в критических режимах.
Если этой подсказки вам не достаточно, тады ОЙ.
В конце концов это ваша работа. И за нее зарплату платят конкретно Вам.

[edyapd]

А как быть в тех случаях когда скорость изменения в камере 2 становится больше чем 61,59 Па/с?

Давайте я переведу ваш вопрос в бытовую плоскость.
Вам сказали двигаться за впереди идущем автомобилем на расстоянии 100 метров (это ваша формула)
Но, при этом ваша скорость не должна превышать 60 км/ч (это ваше ограничение)
Автомобиль, за которым вы ехали, начал двигаться со скоростью 90 км/ч.
Как быть в этом случаи? Одно из двух нарушится, не так ли?
Так что вам в любом случаи придётся либо:
1. ограничивать скорость изменения давления в камере 2.
2. нарушать формулу зависимости давления.
3. превышать скорость изменения давления в камере 1.
А тут только вам решать.

[Andvaz]

Давайте чтобы у всех было больше понимания я подробнее объясню задачу.
У нас есть Камера 2 - это имитация атмосферы. В ней я имитирую скорость с которой поднимается самолёт. (Профиль полёта приложил в картинках)
Камера 1 - это мой объект в кабине которого я должен соблюдать следующие параметры:
1)Скорость изменения давления в кабине (т.е. В камере 1) должна не превышать 24 (+3) Па/с.
2) избыточное давление в кабине не должно превышать 39200 Па.
Формула которую я указал рассчитывает давление в кабине на соответствующей высоте. Не даёт выходить за предел по избыточному давлению. Но основным параметром для меня является скорость изменения давления в кабине. (24Па/с). И как это реализовать пока не могу придумать. Поэтому и обращаюсь к знатокам.

Отправлено спустя 6 минут 18 секунд:
Профиль полёта он не постояннен и поэтому скорость набора высоты может меняться (станет ещё больше). И вот как сделать так чтобы 24Па/с держать постоянно и не выходить за пределы по избыточному давлению я не знаю.

[Dryundel]

Давайте чтобы у всех было больше понимания я подробнее объясню задачу.

Задача уже давно понятна.
Все подсказки Вам даны.

И как это реализовать пока не могу придумать. Поэтому и обращаюсь к знатокам.

А Вы и не пытаетесь подумать, а хотите что бы вам выдали готовое решение.

А теперь давайте чтобы у Вас было больше понимания.
У вас вакансии свободные есть?

[Andvaz]

А Вы и не пытаетесь подумать, а хотите что бы вам выдали готовое решение.

А теперь давайте чтобы у Вас было больше понимания.
У вас вакансии свободные есть?

Есть. Готов обсудить ваши условия.
89828088478 - WhatsApp

[Nikan]

.

[Andvaz]

Эта задачка не решаемая.

в реальном мире она она решается уменьшением отбора от компрессоров (подача в кабину уменьшается)

Решается. И без уменьшения подачи воздуха. Американцы сделали это. А я не могу пока

[edyapd]

Вот поясните ещё мне

избыточное давление в кабине не должно превышать 39200 Па.

Читаю вашу формулу Р1= Р2*0,38967+62126,3
Подставляю крайние значения. У меня получается 101609,6 и 76018.4
В первом случаи избыточное 284.6, а во втором 40367.4, что уже превышает 39200.
А то может вы где в задании ошибку допустили, а теперь голову ломаете.

[Andvaz]

Вот поясните ещё мне

избыточное давление в кабине не должно превышать 39200 Па.

Читаю вашу формулу Р1= Р2*0,38967+62126,3
Подставляю крайние значения. У меня получается 101609,6 и 76018.4
В первом случаи избыточное 284.6, а во втором 40367.4, что уже превышает 39200.
А то может вы где в задании ошибку допустили, а теперь голову ломаете.

Коэффициенты этой формулы рассчитываются в зависимости от максимальной высоты полёта и высоты откуда он взлетает. В данном случае рассчитано для высоты 7650 (37400)м и взлёт с 0 м (101325)

Отправлено спустя 1 минуту 48 секунд:
Формула пересчитывается каждый раз перед взлетом

[Nikan]

.

[edyapd]

Коэффициенты этой формулы рассчитываются в зависимости

Ну так и я вам об этом. Может стоит просто найти другие коэффициенты?
А Nikan вам уже открытым текстом говорит, что стравливать надо ещё ДО ТОГО как взлетаете.

[dimalimite]

Да тут "жизнь" в теме ))).
Andvaz, Добрый день!
Бегло пока прочитал, вечером повнимательнее прочитаю и попробую добавить свои "5 копеек".
Пока у меня очень простое к вам предложение: ОТКЛЮЧАЕТЕ АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ и попробуйте всё что вы хотите реализовать в РУЧНОМ РЕЖИМЕ. Если работает - то значит будет работать и в автомате (значит требуется усложнение алгоритма и т.п.), а если нет, то физически не возможно. Это обычно самое первое, что нужно сделать когда возникают какие-то сомнения в системе регулирования.

[EvgenS]

Подскажите какой из блоков из этой темы лучше всего подошел для управления жидкотопливной горелкой. И какие сделать настройки чтобы оптимально держать температуру в доме и чтобы горелка часто не запускалась?

[Phazz]

Чем управляется мощность горелки?

[EvgenS]

Горелка настроена на мощьность котла. Управлять я хочу не мощьностью, а временем работы. Грубо говоря максимальной мощьностью горелки считаем 55 минут., а минимальную 5 минут и управляем горелкой как шим регулятором с шагом 5 минут.
По моим наблюдениям работа горелки на минимальной мощьности ведет к перерасходу топлива, котел не успевает усвоить тепло горелки и часть тепла уходит в трубу. Поэтому считаю, что правильнее настроить горелку на мощьность котла.