Тема: CANNY7: Пример ПИД-регулятора

Пример ПИД регулятора на базе контроллера CANNY7.

http://forum.canny.ru/files/pid_cfd_prev.png

В качестве исходных данных для работы примера заданы Уставка (целевое значение регулируемого параметра), период дискретизации, задающий частоту обновления данных датчика и, соответственно, расчетных параметров системы, а также коэффициенты Пропорциональной, Интегральной и Дифференциальной составляющих функции регулятора.
Коэффициенты Пропорциональной и дифференциальной составляющих приняты повышающими (больше 1), коэффициент интегральной составляющей - понижающий (меньше 1).

Диаграмма примера имеет модели устройства управления и объекта регулирования, что позволяет пронаблюдать работу ПИД регулятора в симуляторе интегрированной системы управления CannyLab.

В примере принята дискретная модель устройства управления, т.е. оно может быть либо только включено, либо выключено, что наиболее близко к работе электрического реле.
При включенном устройстве управления состояние модели объекта регулирования, с каждым тактом времени, увеличивается на определенную константную величину, стремясь достигнуть целевого значения регулируемого параметра, моделируя процесс, схожий с нагреванием воды в бойлере.
При выключенном устройстве управления состояние модели объекта регулирования, с каждым тактом времени, уменьшается на определенную константную величину, моделируя воздействие внешней среды, т.е. процесс схожий с остыванием воды в бойлере.

Исходный файл диаграммы и график процесса:

Вложений в сообщении

Иконка вложения PID_ctrl.cfd 9.65 кб, скачивался 80 раз, последний раз 2016-05-31 

pid_working.png, 34.38 кб, 720 x 481
pid_working.png 34.38 кб, скачивался 90 раз, последний раз 2016-05-31 

Re: CANNY7: Пример ПИД-регулятора

Пример системы управления нагревателем воды (бойлером) на базе контроллера CANNY7 с использованием доработанной диаграммы ПИД регулятора.

В процессе работы системы информация о текущей температуре передается в CAN для возможности мониторинга и анализа. По результатам работы нагревателя построен график изменения температуры воды с течением времени.
http://forum.canny.ru/misc.php?action=pun_attachment&item=415&download=0

Вложений в сообщении

Иконка вложения PID_ctrl_boiler_1a.cfd 16.69 кб, скачивался 34 раз, последний раз 2017-03-07 

pid_boiler.gif, 255.41 кб, 737 x 320
pid_boiler.gif 255.41 кб, скачивался 59 раз, последний раз 2017-03-07 

Иконка вложения pid_boiler_work.png 106.31 кб, скачивался 12 раз, последний раз 2017-03-07 

3

Re: CANNY7: Пример ПИД-регулятора

Здравствуйте.
Очень хочу разобраться в этой схеме для реализации "вживую".
Уставка, если я верно понял, это желаемое значение (температуры, влажности, и т.д) так?  На диаграмме задано константой, но в реалиях можно задавать, к примеру, потенциометром с соотв. схемой. Так?

Re: CANNY7: Пример ПИД-регулятора

Да, уставка это целевое значение, которое контролируется системой и к достижению которого система стремится.
В примере это константа. Изменять ее значение в процессе работы устройства можно используя тактовые кнопки (увеличение/уменьшение значения уставки при нажатии кнопки), пульты ИК, цифровые протоколы передачи данных (CAN, UART,...) и т.п. Обычный потенциометр для этих целей не подойдет, т.к. у контроллеров CANNY 7 нет АЦП.
Если требуется однократная установка уставки, то ее можно задавать через параметры пользователя при загрузке ПО через SFX-файл.
В принципе, диаграмма, с минимальными доработками, может быть успешно перенесена на другие типы контроллеров CANNY - основной алгоритм от этого не изменится.

5

Re: CANNY7: Пример ПИД-регулятора

Здравствуйте. Помогите пожалуйста, решить аналогичную задачку, но немного для другой цели. Возможно ли использовать данную схему для ШИМ регулирования нагрузки на нагревательном элементе 2,5 Ом при напряжении питания 13,8В? Контроль температуры должен обязательно быть с уставкой в 35-40 градусов Скорость нагрева до заданной температуры желательна не более 2 минут. Гистерезис вокруг точки регулирования +-2-3 градуса. Желательно реализовать аварийное отключение при достижении критической температуры, скажем 55 градусов.
Буду очень признателен за помощь.

Re: CANNY7: Пример ПИД-регулятора

samovol пишет:

Здравствуйте. Помогите пожалуйста, решить аналогичную задачку, но немного для другой цели. Возможно ли использовать данную схему для ШИМ регулирования нагрузки на нагревательном элементе 2,5 Ом при напряжении питания 13,8В? Контроль температуры должен обязательно быть с уставкой в 35-40 градусов Скорость нагрева до заданной температуры желательна не более 2 минут. Гистерезис вокруг точки регулирования +-2-3 градуса. Желательно реализовать аварийное отключение при достижении критической температуры, скажем 55 градусов.
Буду очень признателен за помощь.

Использовать диаграмму примера для указанной задачи вполне возможно, понадобятся небольшие доработки. Для управления нагревателем потребуется внешний силовой ключ. Уставка назначается в диаграмме. Скорость нагрева и другие параметры работы регулятора определяются конструктивными особенностями самой системы, а также пропорциональным, интегральным и дифференциальным коэффициентами, задаваемыми пользователем в диаграмме. Реализация аварийного отключения также не является проблемой.