ПИД регулятор на С

7Fantomas7 · 02.03.2011, 13:55

Добрый всем день.
Вобщем дела такие,
есть результат АЦП 8 бит диапазон изменения 0-255 точность 1 единица
есть ШИМ 8 бит точность установки 1 единица.
ШИМ определяет измеряемую величину.
Как красиво организовать обратную связь.
Вообще то ПИД и не обязательно, но нужно чтоб стабильность была.
Вобщем может кто поделится информацией, лучше готовой формулой. А то интернет уже фактически сутки ковыряю и форум ковыряю,а понимания чего то нет.

индюк · 02.03.2011, 14:50

интересный вопрос
разные процессы по разному должны регулироваться, с разной тау
большинство процессов имхо без пида не нарегулируешь.
и самое главное надо довольно точно задавать время интегрирования и диференцирования. иначе вместо ровной линии получишь вечные качели с максимальной амплитудой

7Fantomas7 · 02.03.2011, 14:56

Цитата:

разные процессы по разному должны регулироваться

Процес измерения тока в сварочном инверторе. Измеряемая величина весьма динамичная. Амплитуда возможных изменений весь диапазон.

tanq · 02.03.2011, 16:49

7Fantomas7,
Читай на тему Z-transfrom. Если у тебя есть аналоговая модель регулятора, то с помощью Z-transform переводишь ее в Z-домен. Коэффиценты полученной передаточной функции будут коэфициентами фильтра, который надо использовать.

Простейший вариант - чисто интегральный регулятор, без пропорционального звена. Алгоритм его работы такой:
e[1] = (v_ref - adc)‹‹8;
control += k * (e[1] + e[0]);
e[0] = e[1];
pwm = control››8;

Коэфициент усиления k - единственный регулировочный парметр. Уменьшай его до тех пор пока не пропадет самовозбуждение. Сдвиги в формуле нужны для реализации вычислений с фиксированной запятой, иначе будет потеря точности. Понятно, что нужно следить за отсутствие переолнения. Используя 32 битные числа все ОК, но на 8-битном МК лучше бы вписать диаппазон в 16 бит.

mironov · 02.03.2011, 17:22

На основе этого делал.

okt03 · 02.03.2011, 17:59

Отлично расписано ! Нечто подобное я делал
для управления двигателями.

7Fantomas7 · 02.03.2011, 18:39

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.
И значение элементов формулы не подскажете ли.

Easyrider83 · 02.03.2011, 18:43

Я рекомендую другой способ. По прерыванию таймера сравниваем заданный результат и реальный. Если меньше, прибавляем 1. Если больше - вычитаем. Это очень быстрое действие. Далее запускаем АДС и пишем в таймер значение контанты К, которая будет определять коэффициент. Прерывание АДС записывает значение АЦП в переменную, которая будет использоваться в прерывании таймера. Таким образом два прерывания и очень короткое выполнение.

7Fantomas7 · 02.03.2011, 19:16

Easyrider83,
Не поверите так и делаю. Только без прерываний. В качестве теста.
Только для регулировки тока сварочной дуги здается мало приемлемо. Нагрузка очень динамичная и непредсказуемаемая. И покуда мы будем 1 плюсовать или минусовать, 8 раз короткое случится и пропадет. Вобшем попробую такой вариант, но наверняка ничего не выйдет.

mironov,
Отлично расписано. Большое спасибо. Есть несколько вопросов.
Я не анализировал частоту прерываний таймера 0 но судя по всему 1 раз в 0.1 секунду.
С какой частотой должна выполнятся функция? И какая зависимость точности регулирования от частоты запуска функции?

Easyrider83 · 02.03.2011, 19:38

7Fantomas7, извините, но для короткого АЦП не подходит. Тут компаратор нужен и опять же - прерывание. Но можно попробовать и на АЦП короткое выловить, хоть это и не правильно. Просто добавить сравнение текущего значения с крайним. При превышении там же в прерывании отключать ток. А без прерываний это все реализовать сложно. Только в основном цикле. Но тогда и контроллер не нужен. Надо сразу все собирать на 494 - это вам и шим с пидом и компаратор ошибки.