Мои ответы на вопросы [b]AR_Favorit[/b]

[Yuri222]

Есть несколько критериев

Тут ключевое - что система, в принципе, инерционна...
Уже не говоря о том, что у нагревателя, собственно бачка с чем-то (масло, солярка) и датчика температуры - свои постоянные времени. Плюс еще конвекция и расположение датчика около выходного партубка (можно трактовать как задержку по времени).

[Yuri222]

сontrol с отрицат. значением - отсутствие нагрева, и все.

Так я это понимаю. Просто у Вашего оппонента как будто в такой разнос пошло (вовремя листинг остановился), с таким отрицательным control, что впору активно охлаждать.

[AR_Favorit]

Беда только в том, что этот человек, зарабатывающий на жизнь последние 15 лет исключительно на программированием микроконтроллеров, так и не смог сразу указать значения СВОИХ коэффициентов пид в СВОЕЙ программе

Ну вот о чем говорить с человеком, который считает коэффициенты ПИД и прочие зависящие от целевой системы уставки - частью программы?

У него-то в программе эти уставки прописываются жестко, никакого UI нету, каждое их изменение - перекомпиляция и новая загрузка в ардуину. Вот он и путает коэффициенты с собственно алгоритмом. И считает, что если я ему дам именно те коэффициенты, что используют наладчики у клиента (а я даже и не знаю, какие у них там они сейчас! Подбор коэффициентов под разные модели заказчика в мою задачу не входил. На пусконаладке только сам для проверки настроил, получилось добиться нужного результата - значит моя работа сделана правильно, алгоритм работает, дальше не мое дело) под систему с неизвестной ему моделью, он сможет подставить их в свою эмуляцию, ничего общего с реальной системой не имеющую, и сделать вывод, работает алгоритм или нет.

[stalkernet]

Ипать колотить... я не верю своим глазам... наконецто пришли к тому откуда надо было начинать плясать. А как же всетаки работает нареватель, датчик окружающая среда в корпусе.

И не надо говорить про инерционность. все элементарно просто. График нагрева конструкции состоит всего из ТРЕХ частей. "мертвого времени" =› перходного периода =› и непосредственно нагрева.

Мертвое вревя или время реакция системы - время между включением и повышением температуры на условную единицу. Зависит от расположением датчика и условий переноса тепла. температура в это время ну никак не может менятся. СИЛНО ЗАВИСИТ ОТ КОНСТРУКЦИИ.

Переходной период - время за которое происходит установка конвекционных потоков. естественно плясать может по разному. зависит чисто от среды.

Непосредственно нагрев - ЛИНЕЙНОЕ приращение тепературы за единицу времени. естестно с поправкой на конвекционные потоки. Но этот участок ПРАКТИЧЕСКИ ВСЕГДА ЛИНЕЕН. наклон кривой зависит от мощности нагревателя.

так вот всякая хуйня на тему инерцыонности - это всево лишь мертвое время и чем оно меньше тем лучше. а зовисит от чего - от связки конструктива нагреваттель - датчик. потомучто за это время пока до датчика дотопает изменненая среда нагреватель вхуяривает энергию в окружающую среду... отсюда и заброс при позиционном регулировании. Все пиздец и никуя другого. системы линейны по определению. и определяются теплоемкостью и теплопроводностью.

И кривая снимается при ОТКЛЮЧЕННОМ регуляторе.

график рисовать не буду и так понятно, да и впадлу прописные истины ведь.
График который привели говорит о том что система просто пиздец как хуево спроектирована. не больше. но всеравно линейный участок наблюдается.

[DanilinSA]

И кривая снимается при ОТКЛЮЧЕННОМ регуляторе.

Естественно. И очевидно. Всегда так делается.

отсюда и заброс при позиционном регулировании

При позиционном регулировании "заброс" есть всегда. В силу особенностей алгоритма.
Минимизировать можно за счет уменьшения П составляющей. Естественно будет затягивание процесса по времени. И уменьшать время реакции "нагреватель-среда-датчик".

P.S.: Из своей практики. Ректификационная колонна. 3 метра диаметром, 12 метров высоты. ХЗ столько весит, но много. Регулятор - подогрев куба паром через теплообменник. Температурный датчик - 2/3 высоты. Вот это была инерционность .... Делаю "ступеньку" на клапане подачи пара, а потом очень долго смотрим на самописец.

[Yuri222]

всякая хуйня на тему инерцыонности - это всево лишь мертвое время и чем оно меньше тем лучше

Это еще и от заказчика зависит
Допустим, в трехлитровый масляный бачок ввинтить 10-киловаттную спираль ТЕНа (без кожуха - чтобы снизить мертвое время до нуля) - смысл? Получить условно говоря безынерционную систему (включил - тут же температура поползла вверх, выключил - тут же остановилась, ведь теплоемкость нихрома в данном случае почти нулевая, задержки передачи тепла нет) - хз какими затратами...
А то, что я вижу на графике - ну да, может, можно и лучше - ценой более дорогих комплектующих, более мощной электросети - но ИМХО, раз в данном случае заказчику эти минуты на разогрев некритичны (не ракету к сбитию томагавка готовят) - то вполне себе красиво на нужный режим выходит. Ну, можно было бы для бОльшей красивости чуток перерегулировать - но, как нам уже сказали, это заказчик сам накрутить может.

[AR_Favorit]

я не верю своим глазам...

А вот для кого Вы сейчас писали пост?

Для меня? Я сам все это уже десять страниц назад расписывал оппоненту.

...
И получается такая картина: включаем, например, нагреватель-тэн тупо в розетку, безо всякого пида, и за семь минут температура достигает градусов 55. При постоянно включенном нагревателе.
И тут мы выключаем нагреватель из розетки. Совсем. А температура масла в контрольной точке - продолжает расти.
...
Унутре у этого самого тэна потрошки прогреты далеко за 100 градусов. И сами стенки тэна заметно горячее, чем масло в нашей удаленной от него контрольной точке. И масло возле тэна тоже горячее. И вот это все тепло продолжает распределяться по всему бачку, повышая его температуру. И за две-три минуты вся система приходит в тепловое равновесие - при температуре в 70 градусов.
...
При этом в первые минуты температура в контрольной точке почти совсем не растет! ТЭН прогревает в основном себя и понемногу греет масло около себя, которое через прямую теплопроводность часть полученного тепла понемногу отдает теплоту в весь объем бачка. Затем температура потрохов, а за ними и стенок ТЭНа становится уже довольно большой, и масло в непосредственной близости становится нагрето сильно, и в это время, если открыть бачок, можно увидеть, что масло заметно бурлит: нагретое тэном выталкивается архимедовой силой на поверхность уже довольно быстро, в баке вместо спокойно стоящего масла идет перемешивание конвекционными потоками, и нагрев в контрольной точке происходит уже с приличной скоростью. И когда мы выдернули тэн из розетки - бурление понемногу утихает, теплота продолжает перераспределяться, и наконец, при примерно наших 70 градусах, все затихает в равновесии. И мееееедленно начинает остывать.
...
И вот когда все находится в тепловом равновесии, а расхода топлива нет (там другая автоматика решает, когда надо включать горелку), есть только небольшие, совсем небольшие потери тепла через теплоизоляцию бачка. И вот тут у нас, чтобы поддерживать заданную температуру, надо подавать на тэн совсем немного мощности. Буквально единицы процентов. Чтобы скомпенсировать эти самые потери.
Это вот самая первая, начальная фаза работы установки.
...
Что же происходит с ПИДом при условии его правильной настройки?
В начале нагрева тэн жарит на 100% за счет постепенно уменьшающейся пропорциональной составляющей в сумме с постепенно растущей интегральной (вклад которой, впрочем, довольно невелик). То есть кеф выбран таким, что до 40-45 градусов измеренной температуры ошибка, умноженная на этот кеф, дает стопроцентную мощность нагревателя, а затем эта мощность начинает снижаться. Понимаешь? Вместо того, чтоб продержать на 100% строго до точки выключения, мощность начинает снижаться заранее, но по прошествии этой точки она тоже ненулевая, и остается ненулевой до самого конца прогрева.
Фактически, алгоритм при правильной настройке у нас заставит нагреватель выдать ровно то же количество теплоты, что мы в примере выше выдавали вручную - то самое количество, которое достаточно для прогрева всей системы до целевой температуры.
Интегральная же составляющая дает в начале нагрева совсем незначительный вклад, а коэффициент ее подобран так, чтобы за время нагрева до температуры уставки вклад интегральной составляющей стал как раз таким, чтобы поддерживать ту самую небольшую мощность.
Дифференциальная же составляющая во всем этом веселье может и не участвовать вообще. Более того, ее влияние тут не особо-то и желательно: просто на участках, где скорость нагрева сильно меняется, она будет пытаться в меру заданного ей кефа "прибить" крутизну изменения графика нагрева, причем совершенно безуспешно - инерционность системы такая, что ее влияние будет воспринято гораздо позже того момента, когда оно было применено. И будет скорее вредно, чем полезно. В некоторых реализациях алгоритма даже встречается ее расчет, исходящий из среднего значения производной скорости изменения ошибки за несколько периодов. Извращение-с, но в пределах допустимого.
В итоге правильно настроенный PID-алгоритм в данном случае вырождается в PI-алгоритм, который
1) сначала по возможности быстро выдает в нагрузку нужное количество энергии для нагрева до целевой температуры 2) поддерживает достигнутую температуру при нулевой ошибке за счет накопленной интегральной составляющей.

Что будет, если неоптимально завысить Kp? Будет перерегулирование (перегрев) с последующим полным выключением нагревателя на довольно долгое время (пока ошибка опять не станет положительной), и только после довольно заметного охлаждения снова начнет греть - до несколько меньшей перерегулировки и обратно. То есть будут колебания. Если не слишком задрано - затухающие. Если слишком - незатухающие. И пропорциональная, и интегральная составляющие несколько раз поменяют знак, прежде чем установится равновесие. Если установится.
...
Что будет, если неоптимально занизить Кр? Будет слишком медленный прогрев, в конце которого будет излишне накоплена интегральная компонента, в результате чего на момент достижения целевой температуры эта компонента будет выдавать больше необходимого, что опять же приведет к перерегулированию и колебаниям, правда, заметно меньшим чем в предыдущем случае.

Что будет, если неоптимально завысить Ki? За время прогрева системы накопится слишком большое значение - будет перерегулировка (перегрев), тем большая, чем больше завышен кеф. После чего незатухающие в большинстве случаев колебания.
...

Для оппонента? Напрасный труд. Он проявил полную неспособность понять написанное, что смог запомнить - переврал, остальное забыл, разбросал фигуры, нагадил на доску, объявил себя самым крутым и улетел...)))

[DanilinSA]

По "интегральная компонента" не совсем верно ( или понятно) написано. Тут есть нюансы.
1) Чисто П регулятор никогда не сможет держать температуру как задано уставкой регулятора. Т.е. мы задали 75 градусов, а он держит 72. Разница зависит от усиления обьекта и регулятора. В принципе это известно всем. У технологов обычно "ножницы" (разница показаний стрелок задатчика и измерительного прибора) записаны рядом с прибором.
2) Для более точного удержания параметра и нужна "И" составляющая. Она служит для устранения "разбаланса" измеренного и заданного параметра. И добавляет/убирает сигнал на привод для устранения разницы.
3) Д - "соль, перец по вкусу". Используется редко для инерционных обьектов. Позволяет регулятору работать "с упреждением". Если особых требований нет - не используется.

Если грубо (не пинайте - сильно утрирую) - регулятор ПИ работает в 2 этапа.
1) П составляющая грубо выводит параметр в зону уставки. И перестает особо влиять в связи с близостью параметра к заданию.
2) И составляющая, вклад которой на первом этапе был незаметен, начинает потихоньку ( или не потихоньку - смотря какой коэфициент у И. Но большой коэф - скорее всего сорвемся в автоколебания) начинает выравнивать значения параметра по заданию.


Когда нужно было сделать быстро на производстве настройку регулятора - делал так:
1) Отключаем И и Д составляющие. П - по максимуму. Фактически регулятор становиться двухпозиционным.
2) Естественно срываемся в автоколебания.
3) Начинаем медленно убирать П составляющую. В определенный момент колебания пропадут.
4) Еще немного убираем П составляющую и начинаем добавлять И. По немногу. Смотрим на скорость отработки И составляющей. Если добавить слишком много - опять улетим в автоколебания. Или сильное затягивание процесса из-за колебаний вокруг задания.
5) Подобрали пару ПИ - немного понаблюдаем за поведением. Можно "погулять" в окрестностях этих точек для достижения наилучших критериев. А то кому-то нужно быстрое регулирование и безразлично на выбросы. А кому-то нужно максимально "мягкое" регулирование, ибо при выбросы температуры "в верх" хим реактор взлетит на воздух.

А вообще - все приходит с опытом. Через несколько лет в производстве по диаграмме сразу видно, что нужно подстроить и в какую сторону. Глянул глазом "колебания медленно затухают" - нужно И уменьшит ( или П ).
Начинаешь "чувствовать" процесс. Чего не хватает, чего излишне много и насколько велик запас по устойчивости системы.

[ALEGYR]

Суть дискуссии. Кто-то делает, а кто-то комментирует:

Согласен!
Я делаю реальное устройство, предназначенное для автоматической пайки и выпайки микросхем, работающее по моей программе и использующее пид регулятор для контроля нагрева, и даже представляю реальные протоколы его работы! А ты только комментируешь это, и говоришь что оно не работает, так как это устройство сделал Я!

[ALEGYR]

По "интегральная компонента" не совсем верно ( или понятно) написано. Тут есть нюансы.

Нюанс тут только один! Дилетант, с 15 летним стажем симуляционного написания программ для микроконтроллеров, смело заявляет

Это же элементарно.

и дальше пишет хрень

Промерь нагрев, подбери интегральный кеф, чтоб соответствующая составляющая к концу нагрева обеспечивала компенсацию потерь,затем подбери пропорциональный для скорости, корректируя интегральный, дифф похерь или минимизируй - всё.

А грамотные специалисты пишут

Я, обычно, пропорциональным коэффициентом добиваюсь выхода управляющего сигнала на 70-80% ниже уставки, затем интегральным коэффициентом выхожу на уставку, и в конце, дифференциальным коэффициентом добиваюсь максимально быстрого выхода управляющего сигнала на уставку. см картинку

или

Когда нужно было сделать быстро на производстве настройку регулятора - делал так:
1) Отключаем И и Д составляющие. П - по максимуму. Фактически регулятор становиться двухпозиционным.
2) Естественно срываемся в автоколебания.
3) Начинаем медленно убирать П составляющую. В определенный момент колебания пропадут.
4) Еще немного убираем П составляющую и начинаем добавлять И. По немногу. Смотрим на скорость отработки И составляющей. Если добавить слишком много - опять улетим в автоколебания. Или сильное затягивание процесса из-за колебаний вокруг задания.

То есть, грамотные специалисты, имеющие практический опыт создания и отладки своих устройств, начинают настройку ПИД регулятора с установки ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЙ составляющей, исключая (зануляя Ki и Kd) влияние интегральной и дифференциальной составляющих, а НЕ грамотные специалисты, имеющие только опыт работы с симуляторами, начинают настройку ПИД регулятора с установки ИНТЕГРАЛЬНОЙ составляющей, и только после этого начинают установку пропорциональной и дифференциальной составляющих!!!

Грамотные специалисты, знающие и понимающие что они делают, и зачем они это делают, уверены в своем профессионализме, и ведут свое общение с оппонентом в спокойной форме, или с легкой иронией!
А не грамотные специалисты, НЕ знающие, или плохо понимающие что они делают, и зачем они это делают, свой дилетантизм прикрывают агрессивным общением с оппонентом, а вместо внятной и четкой аргументации своей позиции постоянно срываются на прямые оскорбления своего визави, типа

Идиот,

Кретин,

Дебил,

Придурок,

Олень ты тупой,

скотина тупая,

тупиздень

клоун позорный

дятел тупорылый

порось недорезанный

Какого хера ты тут жидко дрищешь

и тп