Регистрация | Последние сообщения | Персональный список | Поиск | Настройка конференции | Личные данные | Правила конференции | Список участников | Top 64 | Статистика раздела | faq | Что нового v.2.3 | Чат
Skunk Forum - Техника, Наука, Общество » АСУТП »
Настройка ПИД (страница 1)

Версия для печати (настроить)
Страницы: 1 2 3

Новая тема | Написать ответ

Подписаться

Автор Тема:   Настройка ПИД
M101
Junior Member

Сообщений: 2
Регистрация: Декабрь 2002

написано 26 Октября 2003 18:25ИнфоПравкаОтветитьIP

Подскажите какие существуют программы для настройки контуров ПИ, ПИД регулирования (желательно ссылку).
В настоящее время нашел RSTune (Rockwell Software) и DeltaV(Fisher Rosemount).

17Dmitry
unregistered
написано 24 Ноября 2005 12:31  ПравкаОтветитьIP

ссылка
На сколько я помню он универсальный

Anatol_K
unregistered
написано 05 Декабря 2005 16:17  ПравкаОтветитьIP

Занятный вопрос. Давно им интересуюсь, но к сожалению, такие программы могут применяться, если известна точная модель объекта регулирования. Как показывает жизнь, ни одна математическая модель не отражает действительного положения дел, поэтому программы для настройки контуров регулирования носят приближенный, а порой и прямо негативный характер. Для правильной настройки регулятора следует программно описать объект регулирования, потом включить его в контур регулирования и искать закономерности. На основе полуэмпирических данных, полученных в результате моделирования, полученные закономерности очень осторожно следует перенести на реальный объект и ввести дополнительную коррекцию. Все встречающиеся мне методики также носят полуэмпирический характер и не понятно, каким критерием пользуются разработчики методик. "Главное, чтоб не сильно звенело, и быстро регулировало". Пожалуй, вот наиболее практический критерий работы астатического регулятора. А что касается цифр, то на лапоть больше, на лапоть меньше - это уже не очень интересно. Один из гнусноватых методов - это попытка вычислить коэффициенты исходя из критерия оптимального регулирования. Это когда интеграл от квадратов переменных состояния (да еще с весовыми коэффициентами) стремится к минимуму. Замороченные вычисления векторно-матричных уравнений носят, чисто академический интерес, поскольку не приводят к желаемому результату, по причине того, что варируя весовыми коэффициентами, мы опять же приходим к эмпирической настройке и вместо коэффициентов ПИД регулятора, появляются эти самые весовые коэффициенты, к тому же параметры объекта регулирования имеют право изменяться.
Так, что приступая к настройке ПИД-регуляторов, надо хотя бы иметь начальные знания по этой области ботаники, а уж потом задавать вопросы не по абстрактной настройке регулятора, а по предметной области.

M101
Junior Member

Сообщений: 3
Регистрация: Декабрь 2002

написано 06 Декабря 2005 18:30ИнфоПравкаОтветитьIP

Так, что приступая к настройке ПИД-регуляторов, надо хотя бы иметь начальные знания по этой области ботаники, а уж потом задавать вопросы не по абстрактной настройке регулятора, а по предметной области.
Какие вопросы о предметной области будет "правильно" задать? Будете указывать порядок коэффициентов ПИДа для встреченных на жизнееном пути объектов управлния? ТАУ отметаем сразу и безоговорочно?


Anatol_K
unregistered
написано 07 Декабря 2005 11:41  ПравкаОтветитьIP

Я могу дать ссылку на очень маленькую статью (как ни странно, вместо здоровенных талмудов, этих трех листочков достаточно, чтобы понять зачем вообще нужен ПИД), из которой становится предельно ясно, что никаких программ для настройки ПИД-регуляторов вообще делать не надо. ПИД настраивается в два щелчка, надо только знать параметры объекта управления и .. "правильно" сделать ПИД-регулятор. "Правильно" - означает, что регулятор надо делать не по классической схеме, где коэффициенты даются в условных попугаях, а по нескольковидоизменной, реализовать которую можно на основе предлагаемой статьи. В таком регуляторе, коэффициенты регулятора измеряются во временных единицах и тесно связаны с временной инерционностью объекта регулирования. Говорю это не голословно, поскольку сам делал такой регулятор и работает он как часы в устройстве подогрева физиологических растворов капельниц. Настройка регулятора заключается в предварительном тестовом воздействии на оъект управления и вычислении его инерционных характеристик, далее эти характеристики автоматом записываются в коэффициенты регулятора.
Кстати без знания арифметики, используемой в ТАУ, читать эту статью не следует.
ссылка

Dmitry M. Gaidash
Junior Member

Сообщений: 16
Регистрация: Сентябрь 2005

написано 07 Декабря 2005 13:50ИнфоПравкаОтветитьIP

Anatol_K
Этот велосипед в свое время все изобретали Более того, у меня лично этот велосипед адаптивный, поскольку коэффициенты линейной модели объекта, на основании которой я синтезирую регулятор, меняются в десятки и даже сотни раз в зависимости от режима работы.

Ну а статья забавная, особенно пример в конце позабавил Этакий сферический конь в вакууме, который и без регулятора себя прекрасно чувствует

P.S. По настройке ПИД могу кусок из нашей внутренней документации привести, но только завтра, сегодня у меня выходной

Алексей Григоренко
unregistered
написано 07 Декабря 2005 14:14  ПравкаОтветитьIP

Никто никогда не устанавливает коэффициенты регулятора в попугаях, они в любом случае связаны с динамическими и статическими параметрами объекта.

Подобный ход мышлений всегда использовался сторонниками классических регуляторов (я к ним тоже отношусь) для формализованного обоснования применимости ПИД-регулятора. Только он гораздо сложней и имеет ряд допущений, о которых автор не говорит. Однако применять подход для вычисления параметров настройки нельзя даже в теории, поскольку не вводится запас устойчивости (это, если на пальцах). В выражении (2) не должно быть никакого "m". Это попытка автора ввести запас. Но делает он это просто, предлагая уменьшить Кр в 2 раза! Смешно!!!

Уважаемый Анатолий, я хочу, что бы Вы поняли, что здоровенные талмуды рассказывают ни как настраивать ПИД регулятор, а как строить системы автоматического регулирования. Что касается всевозможных программ, то они часто позволяют настраивать те САР, в настройке которых у инженера нет сложностей. Кто бы помогал настраивать сложные многоконтурные САР?! Не ПИ(Д) регуляторы, а весь комплекс, включающий непосредственно регуляторы, динамические корректирующие связи,... И все без итераций, как человек.

Dmitry M. Gaidash
Junior Member

Сообщений: 17
Регистрация: Сентябрь 2005

написано 08 Декабря 2005 09:21ИнфоПравкаОтветитьIP

ссылка

Там применительно к конкретному объекту управления написано, но в принципе понятно, что такая же методика может быть применена к целому классу объектов.

Anatol_K
unregistered
написано 08 Декабря 2005 11:41  ПравкаОтветитьIP

Прочитал я вашу статью, Дмитрий. Да - это именно тот велосипед, который многие переизобрели, да и я в свое время до этого дошел. Именно переизобрели, посколку идея компенсации инерционности объекта путем создания в регуляторе передаточной характеристики, обратной характеристике объекта известна давно и лежит прямо на поверхности. Смущает иное, почему то такая простая идея, по крайней мере мне, не встречалась в учебниках по ТАУ. А насчет скепсиса по поводу примера в статье могу сказать следующее - автор очень много недоговорил или слукавил. Но ясно одно, что он хотел нарисовать теоретический график и показать, что САР с объектом в котором есть транспортная задержка ведет себя именно так. Для этого он описал объект при помощи инерционного звена 64-го порядка (видимо это близко к реальному объекту), а на самом то деле это всего лишь звено первого порядка с транспортным заваздыванием 500 мсек. Кстати, в вашей статье все хорошо и гладко, поскольку транспортной задержки в объектах я нигде не увидел, а это очень большая проблема. Вот автор и предлагает гасить коэфициент передачи при помощи m. Конечно, статья это неисчерпывающая, а лишь идейная. Кстати, тут есть и еще одна неожиданность. Если транспортную задержку можно аппроксимировать звеном n-порядка, то для ее компенсации, в регулятор следует ввести n опережающих звеньев типа (1+pT). Знаю,что это чревато запредельными выбросами, но при определенном n и Т - это неплохо работает. Тоже проверял. То есть это ничто иное как приближенный предсказатель.
Алексей Григоренко: "В выражении (2) не должно быть никакого "m". Это попытка автора ввести запас". А что ж в этом плохого? А как вы в простом ПИДе ,будете убирать звон, вызванный транспортной задержкой? Конечно можно горы наворотить, и построить САР с моделью объекта внутри и т.д. И еще, в ветке речь идет о ПИД, а это значит, что никакой речи о многоконтурных замороченных САР здесь не идет. Как правило во многих случаях в САУ ТП используются простейшие ПИДы, и речь идет именно о них, а вот в литературе по ТАУ как раз ничего толкового и нет. Вот , то бишь, какую мысль я высказываю.

Dmitry M. Gaidash
Junior Member

Сообщений: 18
Регистрация: Сентябрь 2005

написано 08 Декабря 2005 13:45ИнфоПравкаОтветитьIP

А как вы в простом ПИДе ,будете убирать звон, вызванный транспортной задержкой?
Второй постоянной времени, т.е. тем самым опережающим звеном. Причем в эту постоянную ремени можно "засунуть" как настоящую транспортную задержку, так и задержки, вносимые алгоритмами обработки входных сигналов. Проверено на практике неоднократно, работает очень эффективно. Правда, применимо только для объектов, которые хорошо описываются моделью первого порядка (а ей можно очень много объектов описать), ибо для второго и более высоких порядков добавляется дополнительное дифференцирование, от которого всем плохо становится (двойное дифференцирование в большинстве случаев практического применения не имеет).

Алексей Григоренко
unregistered
написано 08 Декабря 2005 13:48  ПравкаОтветитьIP

Запас должен вводиться с хоть какой-то "теоретической подложкой". В теории много способов введения запаса устойчивости. Один из распространенных - степень колебательности системы (корневой), который, кстати, обозначается буквой m. Так вот он гарантирует оптимальность системы по выбранному критерию с соблюдением выбранной степени затухания (без тонкостей). Т.е., если я рассчитаю ПИД регулятор таким методом для любого вида объекта, то настройки будут оптимальными (по выбранному критерию) при выполнении ограничения на степень затухания. Что дает уменьшение коэффициента передачи в 2 раза? Загрубление настроек можно посчитать введением запаса, но как количественно оценить введенный запас. Для одного объекта это будет эквивалентно одному запасу, а для другого - другому. И, конечно, уже об оптимальности речь не идет.

Я оговорился, когда говорил о сложности настройки многоконтурных САР, я хотел сказать многосвязных. С многоконтурными все более-менее понятно. Никаких там наворотов нет.

И еще, в ветке речь идет о ПИД, а это значит, что никакой речи о многоконтурных замороченных САР здесь не идет. Как правило во многих случаях в САУ ТП используются простейшие ПИДы, и речь идет именно о них
А я о чем говорю. О классических ПИД регуляторах. Причем тут навороты. Как управлять, например, двумя параметрами, если регулирующие органы практически одинаково влияют на оба параметра? Что Вы поставите два одноконтурных ПИД регулятора?

Anatol_K
unregistered
написано 08 Декабря 2005 18:03  ПравкаОтветитьIP

Алексей Григоренко: "Один из распространенных - степень колебательности системы (корневой), который, кстати, обозначается буквой m. Так вот он гарантирует оптимальность системы по выбранному критерию с соблюдением выбранной степени затухания".
Ну эт только для объектов, у которых параметры не изменяются. А если, например коэффициент передачи самого объекта в процессе работы изменяется, то о никакой выбранной степени затухания говорить тут не приходится. Сделали вы запас m, все красиво рассчитали, а объект взял да и изменил свой коэффициент в n раз. Ну и приехали. Пошла раскачка. На ПИДах со статическими коэффициентами ни о какой оптимальности, в плане минимуима интеграла переменных состояния, говорить не приходится. Приходится пасти коэффициент передачи в цепи обратной связи и постоянно адаптировать к-т передачи регулятора, вот тогда еще можно говорить о постоянстве колебательности и оптимальности, опять же при условии, что постоянные времени объекта = const. Поэтому это всего лишь теоретические споры. На практике используется критерий "хуже-лучше".
"Как управлять, например, двумя параметрами, если регулирующие органы практически одинаково влияют на оба параметра? Что Вы поставите два одноконтурных ПИД регулятора?"
Когда речь идет о таких объектах, тут следует конкретизировать, что вы имеете в виду. В руководящих документах на нефтеперекачку,например, так прямо и написано - регулируйте плиз два разных давления двумя независимыми ПИД контурами, но одним регулирующим органом, и что бы все было хорошо и гладко. И ничего - делаем и все нормально работает.

Dmitry M. Gaidash
Junior Member

Сообщений: 19
Регистрация: Сентябрь 2005

написано 09 Декабря 2005 00:29ИнфоПравкаОтветитьIP

Anatol_K
Приходится пасти коэффициент передачи в цепи обратной связи и постоянно адаптировать к-т передачи регулятора
Называется это "метод разделения движений", и применим он только тогда, когда постоянные времени объекта существенно больше, чем время выработки управляющего воздействия. Это тоже велосипед в своем роде

опять же при условии, что постоянные времени объекта = const
Необязательно, постоянные времени можно точно также компенсировать.

Алексей Григоренко
Как управлять, например, двумя параметрами, если регулирующие органы практически одинаково влияют на оба параметра? Что Вы поставите два одноконтурных ПИД регулятора?
Ставим и даже патентуем такой способ управления подобными процессами Работает великолепно, проверено многолетней практикой.

Григоренко Алесей
unregistered
написано 09 Декабря 2005 10:30  ПравкаОтветитьIP

Ну эт только для объектов, у которых параметры не изменяются. А если, например коэффициент передачи самого объекта в процессе работы изменяется, то о никакой выбранной степени затухания говорить тут не приходится.
Конечно. Но все, что Вы говорите относится к предложенному Вами способу (статья на трех страницах) еще в большей степени.
Это решаемые вопросы. Например, на котле все постоянные параметры объекта изменяются при изменении нагрузки котла (расхода пара). И в большей степени - постоянные времени. Помогает автоподстройка параметров. (Под АП понимается изменение параметров регуляторов в зависимости от какого-либо параметра).

Как управлять, например, двумя параметрами, если регулирующие органы практически одинаково влияют на оба параметра? Что Вы поставите два одноконтурных ПИД регулятора?
Ставим и даже патентуем такой способ управления подобными процессами Работает великолепно, проверено многолетней практикой.

Не спорю. Этот пример был приведен только для того, чтобы показать, что есть задачи и их много, где одноконтурные несвязные регуляторы не способны эффективно работать. И в энергетике такие многосвязные системы регулирования сплошь и рядом.


Поэтому это всего лишь теоретические споры. На практике используется критерий "хуже-лучше".
Меня всегда поражало, когда люди (это, конечно, ни к кому из здесь присутствующих не относится ) не зная теории утверждают, что она на практике не применима. Разберитесь в теории и поймете, что она применима.

Dmitry M. Gaidash
Junior Member

Сообщений: 20
Регистрация: Сентябрь 2005

написано 09 Декабря 2005 11:31ИнфоПравкаОтветитьIP

Григоренко Алесей
где одноконтурные несвязные регуляторы не способны эффективно работать
Кто мешает их связать?

Меня всегда поражало, когда люди (это, конечно, ни к кому из здесь присутствующих не относится ) не зная теории утверждают, что она на практике не применима
Аналогично Лично меня всегда поражало и поражает до сих пор, насколько теория хорошо работает на практике, особенно если ее правильно реализовать.

Anatol_K
unregistered
написано 09 Декабря 2005 12:52  ПравкаОтветитьIP

Ну что вы ребята, без знания ТАУ и все что связано с теорией регуляторов, к этой области и на пушечный выстрел подходить близко нельзя. Я ведь не о том толкую. Кто вот может сказать, как на действущем объекте оценить оптимальность регулятора? Существует множестово критеририев оценки, но вот один из них мне кажется наиболее объективным и наиболее наукообразным,который приводится в теории оптимального регулированя - это минимизация интеграла переменных состояния. Но как его применять на практике, когда у вас в системе сотня таких регуляторов. То что регулятор работает и удовлетворяет возложенным на него требованиям, еще не значит, что он оптимален с точки зрения приведенного критерия, поэтому я и говорю о том, что на практике под оптимальностью подразумевается требуемая работоспособность регулятора, а не его математическая оптимальность, которую вы и не сможете оценить на работающем регуляторе, поэтому и возникает критерий "лучше-хуже". Математическое моделирование регуляторов, которыми приходится заниматься, дакт лишь структуру регулятора и предполагаемые коэффициенты, которые должны быть, но их всегда приходится подстраивать или адаптировать, а что при этом происходит с тем самым интегралом и думать никто не думает.

Igor
unregistered
написано 13 Декабря 2005 11:05  ПравкаОтветитьIP

Если вашей организации действительно необходима настройка регуляторов, как классических П,ПИ,ПИД так и синтез оптимальных, робастных, гарантирующих, могу предложить сотрудничество. Возможен крупный проект по разработке ПО для мат поддержки деятельности АСУПТ (автоматический анализ качества, контроль устойчивости, анализ предельных возможностей управляющих систем, подстройка регуляторов), составление мат. моделей объекта управления в том числе и робастных.

Petr
unregistered
написано 14 Декабря 2005 04:37  ПравкаОтветитьIP

Igor, а на сколько серьёзную помощь вы можете предложить при решении данных вопросов?
Это я к тому, выполнялись ли вами такие работы ранее, если да, то на каком уровне?

Igor
unregistered
написано 14 Декабря 2005 10:44  ПравкаОтветитьIP

Petr, что касается помощи, то я могу разработать ПО, которое может быть размещено на какой нибдь станции АСУТП или
во встаиваемых PC BASE системах. Если необходимо встраивание в PLC то здесь необходимо разбирать каждый контроллер отдельно, может оказаться так что он не приспособлен для решения таких задач.
Что касается реального опыта, то для производства я делал программу которая подключается по OPC к серверу, на котором реализована АСУТП, эта программа производила автоматическую идентификацию объекта управления, потом рассчитывала оптимальные настройки регулятора (ПИД), проводила моделирование процесса регулирование, и возвращала данные на тех. процесс. Она одновременно следила за 28 контурами тех. процесса.
Что касается аналитических оптимальных, робастных регуляторов, то эти работы еще ни где на производстве я не реализовывал. Они синтезировались в рамках моей научной деятельности. Если известна мат. модель объекта, то можно синтезировать оптимальный (квадратичный, H-бесконечность) или робастный регулятор, т.е. получить специфические коэффициенты обратной связи, которые можно легко встроить в контроллер. Что касается самого алгоритма расчета, то насчет пригодности PLC возникает вопрос, лучше всего для этих целей подходит PC.

Ваш ответ:

Коды форума
Смайлики


Ник:    Пароль       
Отключить смайлики
Страницы: 1 2 3

Все время MSK

Склеить | Разбить | Закрыть | Переместить | Удалить

Новая тема | Написать ответ
Последние сообщения         
Перейти к:

Свяжитесь с нами | skunksworks.net

Copyright © skunksworks.net, 2000-2018

Разработка и техническая поддержка: skunksworks.net


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика