ПИД регулятор на С

[picavr]

Таким образом два прерывания.

Зачем два? это вдвое увеличение RAM для сохранения контента. Всё в одном прерывании. Вообще ВСЁ.

Какая разница в каком прерывании запускать измерение АЦП и считывать результат. Длина кода и время исполнения одинаково, где бы его не написали.

При двух прерываниях полезная работа по запуску АЦП считыванию результата и вычислениях будет обрамлятся ещё двумя сохранениями-восстановлениями контента вместо одного...

[tanq]

Оно то все хорошо, только не смогли бы конкретизировать что такое Z-transfrom и что такое Z-домен. А то чет в сети рускоязычного на эту тему гулькин нос.

Объяснение зависит от того, сколько знаний у вас уже есть. Для начала нужно уметь расчитать ПИД регулятор в аналоговой форме. Используя частотный критерий стабиьлности. Сможете? В результате получаем его передаточную функцию G(s) = a + b/s + c*s, коэффициенты a,b,c рассчитываются. Для цифровой формы преобразуем G(s)-›G(Z) путем замены s = 2/T*(1-Z^-1)/(1+Z^-1). Делаем из полученной передаточной функции цифровой фильтр. Литературы полно, но нужно разбираться. рекомедую поискать здесь: http://rusbooks.webege.com/index.php
И еще есть хорошая книга "ТАУ для чайников / Поляков".

И значение элементов формулы не подскажете ли.

В моей формуле все элементы - переменные int 32 бит. v_ref - эталонное значение, adc - результат АЦП, pwm - значение ШИМ котрым управляем. Формула вставляется в обработчик прерывания АЦП. Думал и так понятно.

[7Fantomas7]

Для начала нужно уметь расчитать ПИД регулятор в аналоговой форме. Используя частотный критерий стабиьлности. Сможете?

Не смогу. Пока. Потому и спрашиваю..

Формула вставляется в обработчик прерывания АЦП. Думал и так понятно.

Ну ежиль понятно то всеравно необходимо проверится, а вот что такое e[0], а e[1]-это величина ошибки?.

[кротоВ]

Перевод статьи "Просто о ПИД-алгоритмах"
http://roboforum.ru/wiki/Перевод_ста...-алгоритмах%22
может пригодится....
и ещё здесь http://pidcontrol.narod.ru/

[7Fantomas7]

Честно говоря не думал что так все усложнится. Попробую переварить.
Только вот мучает меня несколько вопросов. А нужно ли для решения моей задачи ПИД регулирование? Есть ли более лучшие методики регулирования? Может я просто вперся не туда?
Напомню что регулировать и стабилизировать необходимо ток в сварочной цепи, нагрузка очень динамичная.

[vikpol]

А нужно ли для решения моей задачи ПИД регулирование? Есть ли более лучшие методики регулирования? Может я просто вперся не туда?
Напомню что регулировать и стабилизировать необходимо ток в сварочной цепи, нагрузка очень динамичная.

Конечно, можно попробовать ПИ-регулятор. Но ПИД - наиболее оптимальный с точки зрения соотношения точности отработки и быстродействия.

Для начала нужно уметь расчитать ПИД регулятор в аналоговой форме. Используя частотный критерий стабиьлности.

Именно частотный, лучше всего минимум резонансного максимума

[tanq]

Ну ежиль понятно то всеравно необходимо проверится, а вот что такое e[0], а e[1]-это величина ошибки?.

e[0] - это предыдущая величина ошибки. Она сохраняется каждый раз.

Не смогу. Пока. Потому и спрашиваю..

Тогда "ТАУ для чайников". По содежанию книга полноценная, но изллагается в ней более простым языком.

А нужно ли для решения моей задачи ПИД регулирование?

Оно довольно простое. У тебя управляемая система грубо RL цепочка, т.е. первого порядка. Управлять ей просто. Указанный мной интегратор вполне с этим справится. Я пробовал его для драйвера светодиода и эксперементально для buck конвертера на 40 Вт (30 -›10 В). Обе системы 2 порядка, кстати. Последний лепил на ARM. И питал от лаботаторного БП. Что весьма примечательно, он держал на выходе ровно 10.00 вольт при изменеии входа от 14 до 32 вольт. У интегрирующего регулятора не очень хорошая динамика, но зато полностью отсутствует статическая ошибка регулирования. То есть в среднем выход абсолютно точно равен заданию.
Я рекомендую для начала испольовать его, а впоследствии формулу можно заменить.

У цифрового регулятора еще будет проблема с задержкой в АЦП и в ШИМ. Это актуально когда нужно высокое быстродейтвие - более 5 кГц. Но задержки можно скомпенсировать.

Напомню что регулировать и стабилизировать необходимо ток в сварочной цепи, нагрузка очень динамичная.

Не очень она динамичная. У дуги полюс АЧХ расположен на частоте олколо 1,5 кГц, выше которой дуга начинает уже сущесвтенно напоминает обычный резистор. Ниже 1,5 кГц у нее сопротивление орицательное. Но нужно учитывать что в реал оно будет суммироваться с положительным сопротивлением выходного дросселя. Поэтому переход в отрицательное сопротивление будет сдвинут по частоте вниз.

[SDimok]

В аппноте AVR221 есть готовый пример на C под компилятор IAR

[ZSG]

Вот это попробуйте. Еще учитывайте, что период вызова регулятора должен быть постоянным, и соответствующим необходимомй скорости регулирования. Если тема интересна действительно, то пишите в личку. Есть еще материалы и собственный опыт. Поделюсь. Здесь самое простое.

[7Fantomas7]

Вобшем написал такое, честно сказать в тупую передрал из архива который предложил mironov. Изменений практически никаких за исключением того что переименовал переменные и некоторые константы.
Что делается в P, I, D более менее понятно, выглядит так:

 void PWM_control_I(void){
 #define Kp 10//коэфициент пропорционального усиления (30 прелагается как оптимум)
 #define Ki 2//коэфициент интегрального усиления (0.3 предлагается как оптимум)
 #define Kd 12//коэфициент дифференциального усиления (90 предлагается как оптимум)
 #define MaxIntegral 1000//максимальная сумма ошибок (1000 предлагается как оптимум)
 volatile signed int err;//отклонение измереной величины от заданой (величина ошибки)
 static signed int pre_izmerenoe_I;//предидущее значение измерения
 volatile signed int P_component;//пропорциональный компонент
 volatile signed int I_component;//интегральный компонент
 volatile signed int D_component;//диференциальный компонент
 volatile signed int out;//управляющая величина
 static signed int integral;//сумма ошибок

 err=zadanie_I-izmerenoe_I;//расчитываем величину ошибки
 /***************/
 P_component=Kp*err;//расчитываем P_component 
  if (integral›MaxIntegral){
  integral=MaxIntegral;}
  else
  if (integral‹-MaxIntegral){
  integral=-MaxIntegral;}
  else
  integral+=err;
  /****************/
  I_component=Ki*integral;
  /****************/
  D_component=Kd*(pre_izmerenoe_I-izmerenoe_I);
  pre_izmerenoe_I=izmerenoe_I;
  out=P_component+I_component+D_component;
  if(out›0xFF){
  OCR2=0xFF;}
  else
      if(out‹0){
      OCR2=0;}
              else
              OCR2=out;
 }

а вот как работает управляющая величина не понятно, почему коэфициенты Kp, Ki, Kd такие а не другие, почему максимальная сума ошибок 1000, а не другая? Влияет частота вызова этой функци на точность и с какой частотой нужно вызывать эту функцию для достижения максимальной точности? Критична ли точность работы этой функции к стабильности частоты вызова этой функции? Зависит ли величина коэфициентов от частоты вызова функции и если зависит то как?
Почему столько вопросов? Да очень просто, потому что нет полного понимания, потому что на макете конечно погоняю но любой бок в работе это -24$ минимум, а на макете все процесы всеравно не смоделирую и не отслежу.