Fyzický systém pro pokusnou PID regulaci

Již nestudent

Fyzický systém pro pokusnou PID regulaci
« kdy: 29. 05. 2017, 23:06:30 »
Chtěl bych si napsat vlastní PID regulátor, osahat si nějaké PID knihovny (případně si hrát s jinými typy regulace). Existuje nějaký jednoduchý fyzický model, který by se dal regulovat? Ideálně něco, co by se umělo chovat někdy jako statický a někdy jako astatický systém. Něco, co by mělo někdy krátkou a někdy zase dlouhou časovou konstantu?

Chápu, že nejjednodušší by asi bylo použít nějaký SW simulátor (Matlab Simulink?), ale ten nevím, jak bych propojoval s nožičkama různých regulátorů, které bych chtěl v budoucnu používat (raspberry pi, plc z aukra a tak).


robotron

Re:Fyzický systém pro pokusnou PID regulaci
« Odpověď #1 kdy: 29. 05. 2017, 23:14:03 »
Komutatorovej motor, znamej chybne lec tradicne jako "DC motor". Regulujes-li rychlost, pak nema astatismus, pokud polohu, pak astatismus 1. radu. Pro nebastliveho cloveka (kterym asi budes, jinak by ses takhle neptal) lze treba doporucit koupi levneho tzv. digitalniho modelarskeho servomotoru a odstraneni ci preprogramovani puvodniho jednocipu.

Dale pak ACPI a jeho teplotni zony, tam ale nastesti neni ten astatismus.

m.

Re:Fyzický systém pro pokusnou PID regulaci
« Odpověď #2 kdy: 30. 05. 2017, 00:18:48 »
Zrovna o vikendu jsem vyvolaval film a potreboval jsem vodu o 20 °C k temperovani lazni. Pri preklapeni vyvojnice jsem pak premyslel nad tim, jak by mi pomoh pid regulator aby me neotravovalo hejbat pakou baterie, oscilovat kolem tech 20 °C a doufat, ze se mi nevypne u toho karma kdyz to prezenu...

Již nestudent

Re:Fyzický systém pro pokusnou PID regulaci
« Odpověď #3 kdy: 30. 05. 2017, 00:26:58 »
Ano, jsem nebastlič a chci jít cestou nejmenšího odporu ( v případě toho fyzického systému). Modelářské servo zní jako zajímavý tip. Pokud bych odstranil jeho elektroniku, tak mám co? DC motor s převodovkou? Pak se budu schopen připojit na svorky rotoru a posílat mu tam budící napětí a tím s ním točit. Ok. A zpětnou vazbu budu získávat odkud?

ACPI? Jako ACPI v PCčku? Jako, že bych otáčkama ventilátoru reguloval teplotu v PC? No regulovat otáčky ventilátoru z vnějšku bych možná dokázal - ale jak bych do externího regulátoru dostal z ACPI tu regulovanou teplotu?

playback

Re:Fyzický systém pro pokusnou PID regulaci
« Odpověď #4 kdy: 30. 05. 2017, 07:09:13 »
Bez bastlení se to asi neobejde. Krásný příklad je třeba tady:
https://www.youtube.com/watch?v=A1VEbMzM1Pg
Jednodušší na vytvoření jsou příklady s teplotou (ponorný vařič) nebo hladinou (čerpadlo z akvaria nebo ostřikovače na skla). Každopádně u malých modelů pozor na nelinearity (vůle v převodech, tření, ...), které mohou výsledný dojem dost pokazit.


ehmmm

Re:Fyzický systém pro pokusnou PID regulaci
« Odpověď #5 kdy: 30. 05. 2017, 07:44:53 »
Jednodušší na vytvoření jsou příklady s teplotou (ponorný vařič)... Každopádně u malých modelů pozor na nelinearity (vůle v převodech, tření, ...), které mohou výsledný dojem dost pokazit.

Asi tak. Jeden odpor na trochu vetsi vykon a k nemu teplotni cidlo. A hned si na tom vyzkousi tu zabavu, ze to vychlada pomaleji, nez kdyz se to zahriva. A tak si k tomu prida ventilatorek a ma o zabavu postarano.

Ostatne kdysi jsem pouzival nejaky SW s nazvem CPUfan pro spinani ventilatoru na CPU a prislo mi, ze zrovna tam ta regulace byla dost blbe. Takze v podstate nepotrebuje vubec nic, staci mu ridit vetrak na CPU a snimat teplotu CPU.

A co se linearnich systemu tyka, tak ty snad existuji pouze ve skole.  :)

A co se knihoven tyka, tak naprogramovat si samotne slozky P, I a D je podle me dost trivialni. Horsi jsou ty veci okolo.

robotron

Re:Fyzický systém pro pokusnou PID regulaci
« Odpověď #6 kdy: 30. 05. 2017, 08:29:50 »
Ano, jsem nebastlič a chci jít cestou nejmenšího odporu ( v případě toho fyzického systému). Modelářské servo zní jako zajímavý tip.

Ano, je to snadna cesta. Prestavel jsem takhle 12 serv na vlastni rizeni po siti. Pak jsem ale zjistil, ze i to, co bylo v super drahym modelarskym servu za 7kKc/ks, byl totalni hnuj, takze jsem nakonec menil i tu "analogovou" elektroniku. Ale to se te netyka, pokud od toho serva nechces zazraky nad ramec standardniho modelarskyho smejdu.

Citace
Pokud bych odstranil jeho elektroniku, tak mám co? DC motor s převodovkou?

Ano a navic s H-mustkem. Proste tam, kde byl jednocip, bude bud tvuj jinej jednocip nebo deska, nebo muzes i preprogramovat ten jednocip stavajici (v mnou zakoupenym servu HiTec bylo treba AVR).

Citace
Pak se budu schopen připojit na svorky rotoru a posílat mu tam budící napětí a tím s ním točit. Ok. A zpětnou vazbu budu získávat odkud?

No hadej, asi odtud, kde ho bere to servo samotny. Coz je potenciometr na vystupni hrideli. Jestli za ty roky modelarska technika pokrocila k lepsim typum enkoderu, mi neni znamo.

Citace
ACPI? Jako ACPI v PCčku? Jako, že bych otáčkama ventilátoru reguloval teplotu v PC? No regulovat otáčky ventilátoru z vnějšku bych možná dokázal - ale jak bych do externího regulátoru dostal z ACPI tu regulovanou teplotu?

Promenna zatez CPU muze bejt tvoje porucha na vstupu. Mohla by bejt zaroven i akcnim zasahem. Mozna se dostanes i k ovlivneni otacek vetraku.

Jednodušší na vytvoření jsou příklady s teplotou (ponorný vařič)... Každopádně u malých modelů pozor na nelinearity (vůle v převodech, tření, ...), které mohou výsledný dojem dost pokazit.

No jasne, ale kdyby nebylo systematickych a negaussovskych poruch a nelinearit, tak by na rizeni nebylo zhola nic zajimavyho, protoze by se chovalo 1:1 shodne se simulaci, ba co vic, 1:1 predpoveditelne podle rucne analyticky sestavitelnyho estimatoru-regulatoru. Opravdu to tak pro systemy blizke linearnim s hodne ciste gaussovskejma sumama funguje, to neni treba laicky overovat. Co je tedy naopak zajimavy, je uridit systemy, kde maji vnejsi poruchy netrivialni prubeh, nebo kde jsou ty svinstva typu suchy treni.

A co se knihoven tyka, tak naprogramovat si samotne slozky P, I a D je podle me dost trivialni. Horsi jsou ty veci okolo.

Samozrejme, treba antiwindup. Mimochodem, dlouhodobe me znepokojuje, jak vetsina laiku a zacatecniku nekde uslysi o kombinaci PID a snazi se pak nahodile nastavit ty 3 soucinitele. Misto aby zacali s PD nebo PI. Kdyz uz nekdo ladi regulator metodou pokus-omyl (nemusi jit o puvodniho tazatele, samozrejme), tunit 2 cisla jde, tunit 3 cisla temer nejde. Na to uz je dobry mit aspon nejakou metodiku.

Iris

Re:Fyzický systém pro pokusnou PID regulaci
« Odpověď #7 kdy: 30. 05. 2017, 09:46:24 »
Aby to cele melo smysl tak navrhuji homebrewing inteligentni hrnec. Potrebujes hlidat pomerne presne technologicke teploty kde se nastartuji enzymy v sladovem jecmenu a promeni skrob v cukry. No a slad uz jen povaris, zachmelis, schladis, nasadis kvasinky a o mesic pivni party :-)

Tady neco k inspiraci https://www.vutbr.cz/www_base/zav_prace_soubor_verejne.php?file_id=104007

jozef

Re:Fyzický systém pro pokusnou PID regulaci
« Odpověď #8 kdy: 30. 05. 2017, 14:43:47 »
- DC motor s prevodovkou a regulovat otacky. Mozes skusit aj lacny elektricky srobovak.

- Rameno s motorom + vrtulou => regulovat na uhol natocenia ramena