Easyelectronics.ru

Электроника для всех
Текущее время: 24 сен 2020, 07:59

Часовой пояс: UTC + 5 часов



JLCPCB – Прототипы печатных плат за $2/5шт. два слоя. $5/5шт. четыре слоя
Крупнейший производитель печатных плат и прототипов. Более 600000 клиентов и свыше 10000 заказов в день!
Получите скидку на почтовую отправку при первом заказе в JLCPCB!

Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 17 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 11 янв 2019, 16:31 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 24 июл 2012, 13:54
Сообщения: 856
Допустим, у меня есть модель системы достатьочной степени приближения в необходимом виде.
Какие алгоритмы автоматические алгоритмы настройки пид регулятора можно рассмотреть?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 11 янв 2019, 19:13 
Старожил

Зарегистрирован: 23 мар 2017, 14:45
Сообщения: 6626
Я делал так - viewtopic.php?p=503628#p503628


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 11 янв 2019, 19:33 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 24 июл 2012, 13:54
Сообщения: 856
Не совсем то. Нужен не адаптивный регулятор, а синтез оптимального регулятора по заданной модели. (слово "настройка" зря в стартовом посте написал).


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 11 янв 2019, 20:14 
Старожил

Зарегистрирован: 10 июн 2011, 23:01
Сообщения: 3459
ну если не погружаться в теорию, всегда есть численный подход "чё тут думать - трясти надо".
выберите любые начальные условия, хоть Kp=0, Ki=0, Kd=0.

1) подайте ступеньку на вашу модель, проинтегрируйте квадрат ошибки.
2) рандомно поменяйте чуть-чуть любой из коэффициетнов, и снова подайте ступеньку, если стало хуже - верните коэффициент как было, если лучше - оставьте.
3) GOTO 1

чтобы этот "градиентный спуск" в каком-нибудь локальном минимуме не застрял, можно добавить simulated annealing, то есть с некой вероятностью (уменьшающейся от времени) принимать также и "плохие" изменения коэффициетов.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 11 янв 2019, 20:22 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 янв 2010, 20:18
Сообщения: 591
Много методов есть. В самом простом случаем можно аналитически выразить коэффициенты через параметры модели и некие дополнительные параметры. Есть современные методы для линейных систем, вот такое и еще кучу относительно свежих статей можно найти. Ну и самое грубое, но простое и работающее, можно любым методом оптимизации искать коэффициенты регулятора (определившись с критерием), я пробовал стохастический поиск.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 11 янв 2019, 20:29 
Старожил

Зарегистрирован: 19 мар 2013, 19:37
Сообщения: 2795
Откуда: Санкт-Петербург
Хм. Если меня не глючит - то PID-регулятор линейный, стало быть, если "качество" регулятора представить, как среднеквадратичную ошибку (как _pv сказал) - должен работать метод наименьших квадратов.
Т.е. если есть тестовые данные (желаемый график регулируемой величины за какое-то время) - то за один проход считаем все три коэффициента.

А всякие градиентные спуски и т.п. - это для более сложных ситуаций.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 11 янв 2019, 20:37 
Старожил

Зарегистрирован: 05 фев 2013, 00:58
Сообщения: 3516
:)


Последний раз редактировалось iev91 19 май 2019, 16:06, всего редактировалось 1 раз.

Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 11 янв 2019, 21:15 
Старожил

Зарегистрирован: 10 июн 2011, 23:01
Сообщения: 3459
aamonster писал(а):
Хм. Если меня не глючит - то PID-регулятор линейный, стало быть, если "качество" регулятора представить, как среднеквадратичную ошибку (как _pv сказал) - должен работать метод наименьших квадратов.
Т.е. если есть тестовые данные (желаемый график регулируемой величины за какое-то время) - то за один проход считаем все три коэффициента.
А всякие градиентные спуски и т.п. - это для более сложных ситуаций.

регулятор-то линейный, а вот модель процесса, возможно - не очень.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 11 янв 2019, 21:18 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 24 июл 2012, 13:54
Сообщения: 856
Пусть модель процесса пока тоже будет линейной.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 11 янв 2019, 21:35 
Старожил

Зарегистрирован: 19 мар 2013, 19:37
Сообщения: 2795
Откуда: Санкт-Петербург
_pv, что-то я тормознул - не заметил, что у нас есть модель процесса, а не тестовые данные.
Но можно по модели построить тестовые данные, а там уже всё линейно :-)


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 11 янв 2019, 21:45 
Старожил

Зарегистрирован: 07 фев 2011, 21:00
Сообщения: 510
Откуда: Ханты-Мансийск
Цитата:
, у меня есть модель системы достатьочной степени приближения в необходимом виде.

В каком виде модель? Передаточная функция? в переменных состояниях?....


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 12 янв 2019, 00:26 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 24 июл 2012, 13:54
Сообщения: 856
Цитата:
В каком виде модель? Передаточная функция? в переменных состояниях?....

Какая разница... Во всех.

Цитата:
_pv, что-то я тормознул - не заметил, что у нас есть модель процесса, а не тестовые данные.
Но можно по модели построить тестовые данные, а там уже всё линейно :-)

Как то это не очень правильно. Модель лучше тестовых данных :).


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 12 янв 2019, 12:26 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 24 июл 2012, 13:54
Сообщения: 856
Цитата:
Для линейной цепи достаточно найти АЧХ прямого прохождения и создать фильтр, обладающий обратной к найденной АЧХ.


Насколько я помню, нам в институте рассказывали, что этот метод не работает только на идеальной модели, так как не удается полностью совместить нули с полюсами в реальном железе, а небольшого расхождения достаточно для возникновения значительных колебаний.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 12 янв 2019, 14:27 
Старожил

Зарегистрирован: 08 июн 2015, 16:26
Сообщения: 505
Вообще, не знаю, как для всех процессов, но для электроприводов есть т.к. технический и симметричный оптимум. Они опираются как раз на анализ АЧХ желаемой замкнутой системы управления. Много где описаны подробно, по идее, если объект представляет собой апериодическое звено второго или первого порядка, то этот метод может подойти.
Еще соглашусь с тов. Amaora: есть уйма методов, основанных на методах оптимизации. Среди критериев оптимизации, самый банальный, если мне не изменяет память - интегральный. На его основании есть алгоритм подбора коэффициентов регулятора, могу посоветовать книгу "Современные системы управления" за авторством Дорфа и Бишопа, там уже готовые алгоритмы есть.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 12 янв 2019, 15:19 
Старожил

Зарегистрирован: 07 фев 2011, 21:00
Сообщения: 510
Откуда: Ханты-Мансийск
Цитата:
Какая разница... Во всех.

Разница в методе.
если у Вас есть передаточная функция, и Вы хотите именно ПИД, то откройте учебник Д.П. КИМ ТАУ там есть синтез при фиксированной структуре.
Цитата:
Для линейной цепи достаточно найти АЧХ прямого прохождения и создать фильтр, обладающий обратной к найденной АЧХ.

тоже работает, но есть тонкость: если просто нарисовать себе желаемую АЧХ и вычесть из нее исходную для получения АЧХ регулятора, то может получиться регулятор физически не осуществимый. В общем виде этот подход называется Синтез при произвольной структуре (Ким и про это понятно пишет)
Другой вариант если вид АЧХ взять готовый (например тот же ПИД) и двигать нули и полюса - должно сработать.

Если модель в переменных состояниях, то вспоминаем математику (давно было, плохо помню)

Для экспериментальных графиков есть свои методики в зависимости от типа графика (реакция на единичную ступеньку, дельта-импульс, или колебания релейного регулятора, или...)

P.S.1. Предполагается, что критерий оптимальности автор сформулировал
P.S.2. Не принципиально, но все таки: регулятор цифровой должен быть?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 14 янв 2019, 14:49 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 24 июл 2012, 13:54
Сообщения: 856
Цитата:
могу посоветовать книгу "Современные системы управления" за авторством Дорфа и Бишопа

Это ценно. Спасибо.

Цитата:
то откройте учебник Д.П. КИМ ТАУ

Отлично. Больше литературы богу литературы :) !!!

P.S. У меня есть еще пятитомник Пупкова по ТАУ. Там третий том как раз синтезу регуляторов посвящен. Но он больно академичен.


Последний раз редактировалось Mirmik 14 янв 2019, 14:59, всего редактировалось 2 раз(а).

Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Алгоритмы автоматической настройки pid регулятора.
СообщениеДобавлено: 14 янв 2019, 14:54 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 24 июл 2012, 13:54
Сообщения: 856
Цитата:
P.S.1. Предполагается, что критерий оптимальности автор сформулировал
P.S.2. Не принципиально, но все таки: регулятор цифровой должен быть?


1. Предполагается, что да. Хотя, это отдельный вопрос, как его можно выбрать...
2. Да. Регулятор в данном случае только цифровой, но с аппаратом дискретизации передаточных функций у нас все впорядке. Главное, чтобы быстродействие требовалось ... разумное.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 17 ] 


Часовой пояс: UTC + 5 часов


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB