ПИД регулятор на AVR

[Vov123]

По моему должно помочь

Прикрепленный файл: 8038561.rar

[DL36]

исходники

[ua_gruzin]

Спасибо всем за отклики.
Посидел, разбирался, чуть закодил.
Ниже екзешка. Прога котороя отрабатывает и отображает выход ПИД регулятора при изменении его параметров. К сожалению функция которая служит для отображения динамии процесса фиксирована.
Диапазон выходного воздействия сделан в диапазоне от минус величины "Диапазон ПИД" до плюс ее же.

Обратите внимание, что даже при воздействии ПИд-а не можно понизить температуру, или наоборот ее повысить. Температура идет по функции. К сожалению ПИД не может подавить мою функцию .

Посмотрите нету ли именно ошибок в сути работы ПИДа при разных параметров.

П.С. Вирусни и троянов нету. Сам не писал и не вставлял их туда. Прога собрана под Delphi7. На компу стоит НОД32 с обновлением постоянным. Думаю на счёт этого проблем не должно быть.

Код:

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var   Kprop, Kinteg, Kdef, Gaine:real;
      i: integer;
      t_step, error, integral, setpoint, pre_error, pid: real;
      min_integ_error, max_integ_error, diapazon: real;
      A,B:real;

begin
    //------------------------------------
    Chart1.Series[0].Clear;
    Chart1.Series[1].Clear;
    Chart1.Series[2].Clear;
    Chart1.Series[3].Clear;
    Chart1.Series[0].AddArray(f2);
    //------------------------------------
    t_step:=0.1;
    max_integ_error:=  StrToFloat(Form1.Edit6.Text);
    min_integ_error:=  StrToFloat(Form1.Edit7.Text);
    //------------------------------------
     Kprop:= StrToFloat(Form1.Edit1.Text);
     Kinteg:= StrToFloat(Form1.Edit2.Text);
     Kdef:= StrToFloat(Form1.Edit3.Text);
     setpoint:= StrToFloat(Form1.Edit4.Text);
     //------------------------------------
    diapazon:=StrToFloat(Form1.Edit5.Text);
    //------------------------------------
     for i:=1 to size do
     begin
          error:= setpoint-currentpoint;
          Form1.Label9.Caption:=FloatToStr(error);
          f3[i]:=error;
          Chart1.Series[2].Clear;
          Chart1.Series[2].AddArray(f3);
          //--------------------------------------------------------------------
          if ((min_integ_error‹error) and (error‹max_integ_error)) then
          integral:=integral+error
          else
          integral:=0;
          //--------------------------------------------------------------------
          pid:=Kprop*error+Kinteg*integral*t_step+Kdef*(erro  r-pre_error)/t_step;
          if (-diapazon›pid) then  pid:=-diapazon;
          if (pid› diapazon) then  pid:= diapazon;
          f2[i]:=pid; //30*(1-exp(-0.2*pid));
          //--------------------------------------------------------------------
          //currentpoint:=currentpoint+0.1;
          //currentpoint:=1/(pid*pid+1);
          //currentpoint:=10*sin((i-pid)/40);
          currentpoint:=10*sin((i-pid)/40);
          f4[i]:= currentpoint;
          Form1.Label7.Caption:=FloatToStr(currentpoint);
          //--------------------------------------------------------------------
          pre_error:=error;
          //--------------------------------------------------------------------
          Delay(1);
          Chart1.Series[1].Clear;
          Chart1.Series[1].AddArray(f2);
          //----------------------------
          Chart1.Series[3].Clear;
          Chart1.Series[3].AddArray(f4);
     end;
     Chart1.Series[1].Clear;
     Chart1.Series[1].AddArray(f2);
     pre_error:=0;
end;

Прикрепленный файл: 2323796.zip

[ua_gruzin]

И так, еще выложу свою мыслю.
Пид регулятор предназначен для изменения переходного процесса системы, которой управляют (ускорить выход на заданную температуру, сделать это с перерегулированием).

Входным параметром ПИД есть ошибка (разница между необходимой заданной величиной и текущим выходом системы).

На примере котла - входная заданная величина это необходимая температура, а обратная а текущий выход - значение на датчике температуры.

Выходным параметром есть воздействие. Это в принципе безразмерный параметр. Определяется только свойствами управляющих элементов (заслонки, двигатели, реле и т.д.)
В общем воздействие можна представить на примере бачка с водой. Есть кран, им управляем. Кран имеет воздействие в диапазоне 0..100% (закрытый.. открытый).
Система имеет свою переходную характеристику - скорость нарастания уровня (резервуар может быть в виде пирамиды - в низу объем большой, вверху маленький).
Если кран открыт - мы получаем максимальное воздействие на объект (максимальную скорость нарастания уровня воды).
ПИД же управляет данным воздействием в зависимости от его настройки.
Примером - щас открыть на 100%, потом на 30%, и еще на 10%, потом закрыть.

На выход ПИД обязательно необходимо накладывать ограничение в размере максимально и минимально допустимого воздействия, другими словами этот диапазон 0..100%. Ибо выходом ПИД может быть и 200%, и -100%, и даже все 1000%.

И так рассмотри в данном случае только пропорциональную составляющую. Она равна умножению ошибки на коэффициент Кп.
Вот случай. Включили систему. На выходе должны получить заданное значение температуры. На щас она ниже на 10градусов, что в общем случае говорит что необходимо открыть заслонку газа на 10%(для примера и только). При уменьшении разницы в температуре заслонку будем пропорционально закрывать. Изза инерции систему будет долго нагреваться и постепенно приближаться к заданной температуре.
В виде таблицы можна записать:
Ошибка Воздействие
10град = 10%
5град = 5%
1град = 1%
0град = 0%

Но теперь умножим правую колонку на некий коэффициент Кп=3, получим:
10град = 30%
5град = 15%
1град = 3%
0град = 0%

Это даст на начале очень большой импульс системе путем большего открытия заслонки газа, но через её инерционность возможен вылет (перегрев, когда ошибка будет отрицательна).

Интегральная же часть позволяет суммировать ошибку начиная с некой величины около необходимого значения (например в диапазоне 9.5 градуса и 10.5 градуса). Она введена для того чтобы форсировать выход на величину когда уже пропорциональная составляющая не может это сделать (0.5град = 0.5% что через потери не позволит приблизить ошибку к нулю).
И так. Рассмотрим таблицу.
Вариант 1:
Ошибка равна 0.5 градусов.
За 10-ть сканов она не изменилась. В интеграторе скопилась сумма в размере 0.5+0.5+...+0.5=5
Получим большое воздействие на выходе.
Вариант 2:
Ошибка равна 0.5 градусов.
За 10-ть сканов она постепенно изменилась (по 0.05град за скан) и упала до нуля. В интеграторе скопилась сумма в размере 0.5+0.45+0.40+0.35+...+0.05=3.2
Получим уже меньше воздействие на выходе.
И так, интегральный коэффициент необходим для форсирования выхода в приближениях ошибке до нуля, и уменьшается при уменьшении ошибки.

ВНИМАНИЕ. На интегральную сумму ставят ограничение на конечную сумму (максимально возможную 0.5+0.5+...) и определяют диапазон, после которого интег. вступает в силу (мы рассматривали 9.5..10.5, вне диапазона сумму принудительно обнуляют!!!).

Думаю мои "пальцы" будут кому-то полезны.

*скан - сканирование. ПИД запускается с неким интервалом, например 1 сек.

[xinod]

Маниак... ... рекомендую обратиться к класикам - Бесекерский, Попов, Зеленов и т.д. На "пальцах" полный ППЦ получается... как практику для полнейшего понимания на опыте привода постоянного тока - Фишбейн - лучче нет ничего...

[avr123-nm-ru]

Маниак... ... рекомендую обратиться к класикам - Бесекерский, Попов, Зеленов и т.д. На "пальцах" полный ППЦ получается... как практику для полнейшего понимания на опыте привода постоянного тока - Фишбейн - лучче нет ничего...

Задавил авторитетами !

[ua_gruzin]

Задача не ставилась для привода или еще чего-то.
Был предложен вариант общего подхода.
Во что будут переведены проценты - вам решать (ШИМ, ТОК, НАПРЯЖЕНИЕ).

[jelsay]

Кроме здоровенного Матлаба, есть маленькая и шустрая программа VisSim для изучения ТАУ - студенческая версия 3.0 вполне бесплатна.
Программа позволяет ВИЗуально СИМмулировать (VisSim) практически любые объекты управления. С программой идёт куча примеров. И поскольку она специально "заточена" именно под ТАУ - то освоить её можно за один вечер.

Студенческий VisSim 3.0
http://softok.org/science/naukateh/7813prog.html

VisSim 5.0
http://softok.org/science/naukateh/7801prog.html

[anton_1000]

С коэф. П (пропорциональности) все понятно, но как только ввёл интегральный коэф. на обум, в автоклаве стало расскачивать давление. Объясните, пожалуста, доступным языком на что влияют Инт- и Диф- составляющие? До какого момента накапливать ошибку в Инт- сумме? При каких условиях или какой периодичностью обнулять эту сумму? Ведь можно просто дождаться пока сумма сама не обнулится при превышении измеренной величины задания. Как подобрать коэф., чтобы добиться наилучшего качества регулирования?

[avr123-nm-ru]

Объясните, пожалуста, доступным языком на что влияют Инт- и Диф- составляющие?

Выше выкладываласи ИНСТРУКЦИЯ к ПИД регулятору, там было и толкование и настройка.