Снова ПИД регулирование

[andron007]

Вопрос в общем только по интегральной составляющей.
При регулировке мощности, вроде нагрева, при выходе к заданной точке работает приемущественно интегральная составляющая, тут всё понятно.
Как написать алгоритм интегральной сост. для клапана управляющего гидроцилиндром? Клапан пропорциональный двух ходовой. Управление 4-20мА средняя точка (остановки) 12 мА. Необходимо по заданному сигналу выставить шток гидроцилиндра в нужное положение.
Может интегральную часть нужно включать около заданной точки или всё время, выхода в позицию, накапливать? Стоит ли ограничивать интегральную составляющую?

[mike-y-k]

А кроме самого сигнала управления никакой иной информации о положении и движении штока не предусмотрено?
Достаточно много пакетов занимаются моделированием ПИД и с ними достаточно просто можно посмотреть на процесс при разных Kp/Ki/Kd и даже с разными законами их поведения. Это сильно помогает в разработке и оптимизации PID алгоритма, чаще всего просто значений Kp/Ki/Kd для одного из вариантов готовой библиотечной функции…

[andron007]

А кроме самого сигнала управления никакой иной информации о положении и движении штока не предусмотрено?

Обратная связь конечно имеется в виде сигнала 4-20 мА (0 - 235 мм).

Достаточно много пакетов занимаются моделированием ПИД

Все попадаются на удержание мощности в заданном параметре где интегральная составляющая удерживает эту мощность. В моём случае при достижении заданного положения на клапан нужно ноль (12 мА) подавать.Интегральная составляющая тоже должна около нуля крутится.

[Алексей_П]

В моём случае при достижении заданного положения на клапан нужно ноль (12 мА)

Что удерживает клапан в разных положениях?
Что перемещает клапан в разные положения в зависимости от упр. сигнала?

[andron007]

Клапан управляет гидроцилиндром. Гидроцилиндр перемещает фрезу, фреза торцует доску. С пульта задаётся размер доски. Нужно переместить фрезу в заданное положение.

[Алексей_П]

Нет ответа.

[akegor]

Алексей_П, ТС дал достаточное описание в самом начале.
Клапан не голый, у него есть схема управления, которая, в зависимости от входного тока, удерживает клапан в среднем (запертом) положении (при 12 мА) или пропорционально соединяет магистраль с одной из ветвей.
На точность (в смысле гидравлики) не претендую, тут возможны варианты. Но на принцип формирования входного тока это не влияет.

[andron007]

Может интегральный коэффициент менять (увеличивать) пропорционально при подходе к заданной точке.

[mike-y-k]

Matcad, Matlab Simulink - любые варианты моделирования на выбор…
Собственно свою модель спокойно можно написать самому - на бумаге выписать систему уравнений регулирования и найти варианты ее решения
https://habr.com/ru/post/328608/
https://habr.com/ru/company/etmc_exponenta/blog/512012/

Алексей_П, клапан управляется сигналом 4…20mA с состоянием закрыто при 12mA
отклонение от 12mA определяет направление и скорость перемещения штока
Система имеет обратную связь 4…20mA от датчика положения штока (0…235mm)
Осталось задать чисто технические мелочи - временные параметры, точность и разрешение датчика положения,…
Дальше перед нами уже голый алгоритм, для которого нужно найти Kp+Ki+Kd, возможно при этом сами коэффициенты будут функцией от величины перемещения, скорости перемещения и остатка перемещения. Этот вопрос при моделировании и решается…

[NewWriter]

Стоит ли ограничивать интегральную составляющую?

Обычно - да, чтобы избежать чрезмерно больших чисел и переполнения разрядной сетки.

Необходимо по заданному сигналу выставить шток гидроцилиндра в нужное положение.

У ПИД есть три составляющие, и первая из них - как раз и определяет пропорциональное положение штока, а две другие составляющие создают поправку в плюс или минус.

Гидроцилиндр перемещает фрезу, фреза торцует доску. С пульта задаётся размер доски. Нужно переместить фрезу в заданное положение.

Вот и возьмите в качестве обратной связи положение фрезы по заданному размеру. Вы должны отслеживать не положение какого-то там клапана, а положение конечного элемента регулирования. Иначе ерунда будет.
Обратным сигналом будет ошибка рассогласования заданного и фактического положениея фрезы. На фрезу ведь действуют силы со стороны доски, стремящиеся изменить положение фрезы. Д-компонента следит за толчками фрезы, а И-компонента компенсирует увод фрезы.

Степень открытия клапана управляет скоростью перемещения штока гидроцилиндра. Поэтому чем быстрее нужно переместить шток, тем сильнее нужно открыть клапан. А чем дальше нужно переместить шток, тем дольше нужно держать открытым клапан.
Таким образом, величина открытия клапана в ту или другую сторону будет задаваться Д-составляющей регулирования. А И-составляющая, совместно с П-составляющей определяют продолжительность открытия клапана.
То есть, тут, прежде чем писать ПИД-алгоритм, нужно погрузиться в физику работы гидравлики. Ну и снять характеристики гидропривода, чтобы понимать конкретные величины открытия клапана и перемещения штока.