Профиль должен быть заполнен на русском языке кириллицей. Заполнение профиля заведомо ложными или некорректными данными - причина возможного отказа в регистрации на форуме.

Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Никита » 20 янв 2015, 11:14

Вы пока вот эту тему осильте:
Позиционирование заслонки. Не так давно обсуждалось. Как раз Ваши случаи с реле и ШИМ. И статейку в PDF, на которую в предпоследнем посте ссылка - тоже неплохо бы прочитать.
ШИМ-то может и правильно работает, только в Вашей реализации схемы толку от него...
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
Mexx2304
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 12 янв 2015, 00:09
Ф.И.О.: студент

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Mexx2304 » 25 янв 2015, 21:26

Здравствуйте, так и не получилось достичь результата.Читал про ПДД и ШИМ, но ясности не прибавило.Я так думаю что в моей схеме не нужно превращать ПИД в ПДД или все таки нужно сделать так?Потом поставить ШИМ и интегратор.Опять же что-то странное получится.Думал поставить ключ, в котором при значении больше нуля(в моем случае после компаратора будет 1) включается регулятор, а при значении меньше нуля он выключается, но тоже не выходит ничего.Подскажите пожалуйста в какую сторону думать и как сделать так, чтобы толк был от ШИМа?Какую размерность пилообразного сигнала делать?Период пилообразного сигнала я сделал равным периоду квантования регулятора.

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Никита » 26 янв 2015, 09:34

Ну если есть большое желание делать сразу модель с МЭО - значит нужна еще модель МЭО. Для Вашего случая - да, достаточно интегратора, если совсем правильно - интегратора с насыщением. Соответственно, время интегрирования будет равно времени полного хода этого привода. Его, если не задано, придется придумать. И если речь именно про моторчик с редуктором, то быстрее чем за 5с я не видел ни разу. А вот за 5 мин - доводилось. От него и период работы ШИМ, читай время пилы. Ну а про статические коэффициенты и амплитуды уже много написано выше.
Теперь про сам ШИМ. Представьте ситуацию - приезжаете Вы на заправку, на которой сначала заливаешь, потом платишь. А в кармане - ну скажем, 500р. Т.е. надо бензина налить ровно на 500 и не больше. Тогда сначала, первые рублей 300-350 будете лить не задумываясь, а по мере приближения к заветной сумме - помаленьку и кратковременно нажимать, чтоб не перелить. Если ШИМ в данном случае рассматривать без МЭО - ровно та же история. При большом выходе с регулятора клапан открыт долго. При 100% - постоянно. По мере приближения давления к заданному - постепенно переходит на режим дозирования мелкими порциями.
В случае появления МЭО - ШИМ делает из него интегратор. Привод сам по себе не является линейным, у него два состояния - либо едет с постоянной скоростью, либо стоит. Строго говоря, три, но направление пока в расчет не берем. А вот если на него подавать импульсы от ШИМ, то при 100% заполнении он будет ехать с паспортной скоростью. При 50% - половину периода ШИМ ехать, другую стоять (или наоборот, зависит от направления зубьев пилы). В среднем тот же путь от одного крайнего до другого будет вдвое дольше. Вот тут и будет нюанс - время перемещения клапана от импульсов со 100% заполнением для объекта должно быть незначительным. Т.е. соотношение времени полного хода клапана к постоянной времени объекта должно быть таким, чтобы в общей картине можно было считать его единичной ступенькой.
ПИД В ПДД или во что еще превращать пока не надо. Достаточно простого П-регулятора, который после цепочки ШИМ-МЭО превратится в И-звено. Производную подстроить всегда можно. А на "разобраться" лучше крутить один параметр, чем три. На работу схемы это не повлияет, а к качеству регулирования, судя по настройке регулятора, требований никто не предъявляет.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
Mexx2304
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 12 янв 2015, 00:09
Ф.И.О.: студент

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Mexx2304 » 26 янв 2015, 11:22

Ну а без МЭО получается никак не получится?Мне бы по-самому простому методу реализовать ШИМ, а то уже нужно сдавать,время жмет. Разбираться часами не против, лишь мозги не думают и время жмет, в день по два экзамена, готовлюсь. Получается, что мне вообще ПИД убрать, поставить П-регулятор ,дальше шим, потом интегратор, объект, да обратная связь? Немного не понятно, то что выход с ШИМа всегда либо 0 либо 1, как там можно получить нормальных выход? Чтобы регулировалось.
Домой приду, с компа буду пробывать

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Никита » 26 янв 2015, 13:24

А откуда ж я знаю, что у Вас в задании? Надо МЭО - приделывайте, примут так - не приделывайте.
ПИД можно не убирать, обнулите коэффициенты для простоты. Подкрутить их всегда успеете.
Выход с ШИМ и должен быть либо 1 либо 0. Принцип я уже выше описывал. Просто реле у вас постоянно включено, пока давление не достигнет заданного+полгистерезиса, а в случае с ШИМ - по мере приближения к заданию будет добавляться все меньшими порциями И при достижении уставки прекратится вообще. Это без МЭО. В случае с МЭО - будет приоткрываться на каждом такте все меньше и меньше. А вот выход МЭО уже будет нормальным аналоговым.
Нечего тут особо разбираться, надо вникнуть в физику процесса. А дальше процесс пойдет самостоятельно (с) М.С.Горбачев.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
Mexx2304
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 12 янв 2015, 00:09
Ф.И.О.: студент

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Mexx2304 » 06 фев 2015, 18:25

Здравствуйте, так и не получается сделать так, чтобы ШИМ влиял на ОУ. Чтобы вырабатывались импульсы, нужно все равно, чтобы поступала функция с регулятора, а она не идет. Т.к. скажем первый импульс пошел (а это 1ка) она идет на ОУ, в свою чередь ОУ принимает ее и все. Выход получается вот таким:
Изображение
Нужно все равно как я понимаю ставить какое-то логическое устройство после ШИМа, которое при единичке пропускал воздействие от регулятора на время равное ширине импульса, при нуле ничего не делал на время, равное времени когда импульс равен 0.
Может триггер какой-то или ключ. Пробовал сделать ключ, тоже не получается воздействовать на ОУ.

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Никита » 06 фев 2015, 20:35

Зачем? Все, что Вам нужно - привести амплитуду импульсов ШИМ к Вашим единицам. Физически это делается клапаном - при единице на выходе на ОУ поступает 100%, при нуле - 0%. Можно доп.блоком, можно сконфигурить так сам ШИМ.
У Вас, судя по картинке, регулятор не настроен. Первый импульс, когда объект в нуле, должен быть с максимальным заполнением. И дальше импульсы должны следовать, вплоть до достижения выходом регулятора нулевого значения.
Покажите переходный с выходами регулятора, объекта и ШИМ.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
Mexx2304
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 12 янв 2015, 00:09
Ф.И.О.: студент

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Mexx2304 » 06 фев 2015, 23:21

Сейчас пересчитал настройки, все правильно, лишь ошибка в другом месте у меня была (я в ПИДе вместо Кп*Тд просто Тд вставил), но сейчас переходный процесс вовсе некрасивый.На всякий случай рассчитал два регулятора ПИ и ПИД методом Ротача В.Я. и получилось следующее==>>
ПИ(Кп=11.79, Ки=Кп/Ти=11.79/19.24)
ПИД(Кп=19.17, Ки=Кп/Ти=19.17/10.28, Кд=Кп*Тд=19.17*2.7)
Заранее говорю, что выходы ШИМа получал как раньше, регулятор напрямую присоединял, а не через ШИМ, т.к. по другому никак не получается.
Вот выходы с ПИ-регулятора, ОУ, ШИМа соответственно сверху вниз
Изображение
Выход ШИМа на последнем(третьем графике) реализован при периоде пилообразного сигнала равному периоду квантования 10.46 и амплитуде 8 при макс.выбросе 7.1
Вот выходы с ПИД-регулятора, ОУ, ШИМа соответственно сверху вниз
Изображение
Выход ШИМа на последнем(третьем графике) реализован при периоде пилообразного сигнала равному периоду квантования 10.46 и амплитуде 8 при макс.выбросе 7.8
Вот для наглядности ПИ-регулятор, "пила" и импульсы
Изображение
Вот для наглядности ПИД-регулятор, "пила" и импульсы
Изображение
Вот выход с ПИД-регулятором рассчитанным по методу Циглера-Никольса, получилось красивее чем при настройке по Ротачу
Изображение
Я уж совсем запутался, что и как сделать, чтобы все получилось.Начитался всякого, каша в голове

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Никита » 07 фев 2015, 16:24

Я же изначально писал, что схему ШИМа надо допиливать.
1. Где Вы взяли такую "замечательную" пилу? Задний фронт должен быть вертикальным. А у Вас еще с какого-то ... и амплитуда ее плавает.
2. Кое-где просматривается связь между пересечением пилы выходом регулятора, но похоже это счастливая случайность.
3. Корявость (вертикальные броски) на первом графике второго рисунка пока непонятны вовсе.
Выводы:
ШИМ не работает как должен. Повторите мою схему с учетом инверсии сигнала. Так чтобы единица на выходе ШИМа была точно в момент, когда вход ШИМ становится больше пилы и исчезала при обратном переходе. Пила должна быть четкой.
Амплитуду импульсов с ШИМ приведите к 100%. Амплитуду пилы - тоже. И амплитуду выхода регулятора проверьте.
И меньше читать и больше пробовать. Математические методы, изначально разработанные для расчета регуляторов линейных систем, в связке с ШИМ просто "в лоб" неприменимы. Это я про Ротача и вообще все, что связано с анализом частотных характеристик. Циглера-Никольса - можно попробовать, но для этого нужна живая и адекватная модель, а ее пока нет. Настраивать пока "ручками" и интуитивно. будет меньше проблем.
Делайте адекватный ШИМ. Дальше увидим.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
Mexx2304
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 12 янв 2015, 00:09
Ф.И.О.: студент

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Mexx2304 » 08 фев 2015, 23:32

Пилу получилось сделать ровной, но 100% выход не получается сделать, пилу сразу начинает "колбасить". Вот что получилось
Для ПИ-регулятора:
Изображение
Для ПИД-регулятора:
Изображение
Похоже на правду, но что-то всё равно странновато импульсы идут

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Никита » 08 фев 2015, 23:43

Отключите пока ШИМ от схемы вообще. ПолучИте нормальную пилу. С амплитудой 100%. И, кстати, что за единицы на выходе регулятора? Опять со статикой вопросы... Уставка на входе какая?
Как разберетесь с пилой - подайте просто тестовый сигнал на вход ШИМ. Должно явно наблюдаться соответствие входа ШИМ и скважности. При 100% на входе ШИМ - постоянная единица. При 50% - импульсы с 50% заполнением. При 0 - 0. При Ваших значениях (если все в одних координатах) вообще скважность должна быть сумасшедшей.
Но сначала пила. Не получается настроить ее - настройте амплитуду 1, потом усильте. А вообще, похоже траблы с настройками и отображением. У Вас модель считается с постоянным шагом или переменным? И вообще как интегрируется?
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
Mexx2304
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 12 янв 2015, 00:09
Ф.И.О.: студент

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Mexx2304 » 09 фев 2015, 15:50

Да, всё таки с настройками что-то не то было, модель считается с переменным шагом (поставлена с переменным, исходя из соображений, что регулируется непрерывная величина.) Настройки методом проб и ошибок подправил, сейчас пила нормальная.Еще изначально ступил, сравнивал как появляются и исчезают импульсы с выходом ОУ, а нужно было смотреть по регулятору т.к. сравнивается пила с выходом регулятора. Сейчас вот попробовал выход ШИМа подать на ОУ и вот что вышло.
Вот результат настройки матлаба и пилы
Изображение
Вот результат подачи ШИМа на вход ОУ
Изображение
Уже похоже на правду.Не знаю насколько все правильно, но у меня аж настроение поднимается, что хоть что-то сдвинулось.

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Никита » 09 фев 2015, 17:09

Уже похоже на правду.Не знаю насколько все правильно, но у меня аж настроение поднимается, что хоть что-то сдвинулось.

Ну пока вникать некогда, но действительно стало на что-то похоже. Последний график - это уже замкнутая система с регулятором и ШИМ?
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
Mexx2304
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 12 янв 2015, 00:09
Ф.И.О.: студент

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Mexx2304 » 09 фев 2015, 19:46

Да, это она.
Щас вот еще подправил, увеличил частоту дискретизации(если я правильно это назвал, уменьшил период пилы в 5 раз).
Получилось вот что
Изображение
А потом понял, что вернее будет вот так
Изображение
Т.к. у меня клапан и закрывается и открывается, то импульсы должны быть наверное как положительные так и отрицательные.
Схему переделал, вместо компаратора поставил сумматор (где из управляющего сигнала вычитается опорный), а затем блок которой при положительном значении выдает 1, при 0 выдает 0 , при отрицательном выдает -1 домножил так же на 100.
Вот эти две схемы в том же порядке, что и описывал
Изображение

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Никита » 09 фев 2015, 20:07

Щас вот еще подправил, увеличил частоту дискретизации(если я правильно это назвал, уменьшил период пилы в 5 раз)

Правильно называется частота модулированных импульсов :) Собственно, эта пила и определяет импульсы ШИМ.
Мыслите в верном направлении. Чем чаще импульсы, тем "красивее" переходный процесс. На высоких частотах инерционость объекта делает эти импульсы вообще незаметными. Собственно, так и работает вся силовая электроника, от электроприводов на мегаватты до бытового бесперебойника. Но в случае с клапаном - чем чаще импульсы, тем быстрее убивается сам клапан.
Т.к. у меня клапан и закрывается и открывается, то импульсы должны быть наверное как положительные так и отрицательные.

Вот тут надо вернуться к самому началу темы и разобраться с физикой модели. Вообще, если клапан установлен на входе в какой-то замкнутый объем, то положительный импульс - это подать в него давление. Ноль - просто его закрыть. Минус - сбросить давление. Но сама модель при этом должна иметь явные интегрирующие свойства. У Вас же - инерционность, т.е. после снятия импульса давление куда-то пропадает. Тут не зная модели не могу комментировать.
А вот для упомянутого случая "ШИМ-привод" - да, отрицательные нужны. Плюс - едет на открытие, минус - на закрытие, ноль - стоит на месте. При этом, в общем случае, какое-то количество в модель подается, т.к. стоять кран с электроприводом может в любом положении.
На счет схемы надо подумать. Я бы просто сначала определил знак, а потом взял для сравнения с пилой вход по модулю и домножил выход на этот знак. Но это мое мнение.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
Mexx2304
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 12 янв 2015, 00:09
Ф.И.О.: студент

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Mexx2304 » 09 фев 2015, 21:10

На счет модели вроде как поступает давление из пневмопровода в ресивер, потом уже перед емкостью с давлением стоит клапан с МЭО, а на выходе из бака стоит ручной кран, который преподаватель перед каждой лабораторной открывает в различном положении, делая разный расход. Значит вторая схема мне подходит) Лишь у меня там стоит ПИ регулятор и с ним всё нормально, ставлю ПИД и вот что получается
Изображение
, как-то с инерционностью связано, то ли что.
Преподавателю покажу ПИ-регулятор наверное, скажу мол да, у нас с двигателем и всё такое, но я упростил заранее и вместо ПД+интегрирующего звена(МЭО) сразу взял сразу ПИ, в связи с упрощением расчетов.Да и к тому же у меня задача сравнить позиционное регулирование и регулирование с помощью ШИМ-модуляции, ну а по какому закону не оговаривалось.Еще одна из причин, что будут лишние ошибки из-за пересчета ПИ в ПД регулятор.У меня еще вопрос, если все же заставит делать с двигателем как пересчитать я найду в интернете, ну а потом интегратор с насыщением ставить перед ОУ и до какого момента ставить насыщение?

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Никита » 09 фев 2015, 21:43

На счет модели вроде как поступает давление из пневмопровода в ресивер, потом уже перед емкостью с давлением стоит клапан с МЭО, а на выходе из бака стоит ручной кран, который преподаватель перед каждой лабораторной открывает в различном положении, делая разный расход. Значит вторая схема мне подходит)

Значит, без интегратора (имитирующего МЭО), минус не нужен. Подобие утюга. Нужно изредка подавать энергию, а остынет (сброс давления) - без участия регулятора. В реальности для минуса нужен трехходовой кран ресивер-закрыто-атмосфера. Можно и так, но в стенде сброс сам по себе. А обратно в ресивер, в котором давление больше, среда не пойдет, это уже вечный двигатель будет.
ставлю ПИД и вот что получается, как-то с инерционностью связано, то ли что.

С моделью. Вы реальную инерционность высоких порядков заменяете запаздыванием и первым порядком. Т.е. получается кусочная функция - сначала константа, потом рост. В этой точке излома производная меняет значение с ноля на реальную производную (на начальном участке ее можно считать за константу). Отсюда практически вертикальный скачок производной, отсюда - бросок на выходе регулятора. Это недостатки модели. В реальности такой скачок редкость. Да и фильтруют входные сигналы, так что в таком виде все равно в регулятор не попадет.
и до какого момента ставить насыщение?

Ставьте от 0 до 100%, будет проще. Больше клапан не откроется физически. В реальности, это задается концевиками, будем считать что они в крайних положениях.

Ну и это - старая житейская модрость. Чем раньше сдаете задание и чем лучше оно выполнено, тем больше шансов получить какие-то дополнительные требования и хотелки. Но при этом и получить плюсы к репутации. Заодно и попрактиковаться в реализации новых идей препода. И наоборот, если сдавать не пойми что в последний момент - махнут рукой и скажут "сойдет". Но и отношение будет соответствующее. Решать Вам.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
Mexx2304
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 12 янв 2015, 00:09
Ф.И.О.: студент

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Mexx2304 » 09 фев 2015, 22:17

Ого, спасибо.Вам бы в преподаватели идти, а то мой преподаватель то ли сам не понимает, то ли сказать не хочет.Спрашивал у него вопросы, он говорит думать надо, либо сам думай.А как думать, если мысли есть , а не знаешь правильные они или нет и в итоге я на форуме узнаю больше чем на занятиях.
На счет интегратора и минуса:
Преподаватель говорил, что мол вот нужно нам ПДД-закон, но настройки возьмем от ПИДа. Т.к. не очень они отличаются, а на защите лабораторной спрашивал почему нам нужен был ПДД, все хором отвечали ПОТОМУ, ЧТО У НАС МЭО В РОЛИ ИНТЕГРАТОРА и он говорил, что верно!
Он сам путается и нас путает, или я путаюсь и вас путаю.
Главное, что уже к какому-то результату пришли, нужно найти преподавателя, да показать.
Скажет, что МЭО интегрирует покажу одну схему, скажет, что нет то другую)А если скажет, что надо двигатель приделывать, то буду снова мучиться)

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Никита » 09 фев 2015, 22:37

Вы не путайте закон регулирования и структуру системы.
В существующем варианте, без отрицательных значений, у вас получается модель электромагнитного клапана. Т.е. При единице на выходе ШИМ он мгновенно открывается на 100%, а при ее отсутствии - закрывается встроенной в него пружиной. Т.е. открыли, накачали, закрыли. С реле - то же самое. Если накачали больше чем надо - достаточно снять единицу и сбросится само через тот самый "волшебный" ручной кран.
Если же появляется привод с электродвигателем, то сам он уже не закроется. Подали единицу - начал открываться. Сняли - остановился. Но остался в том же положении. Если открыли больше чем надо - то давление будет расти, пока не сравняется с ресивером. Или не разорвет ваш объект. Вот тогда нужно подать на мэо обратные импульсы, чтобы он стал закрываться, тогда подаваться будет меньше чем уходить и давление опять упадет. С точки зрения математики - да, интегрирующее звено. При постоянной единице на входе процент открытия во времени будет увеличиваться.
Что касается настроек - увы, не прокомментирую сходу. Ибо давно уже не настраивал регуляторы по книжным методикам, исключительно "на ощупь". Опять же, нужно знать структуру регулятора в данной модели, чтобы прикинуть как соотносятся настройки ПИД и ПДД с МЭО.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
Mexx2304
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 12 янв 2015, 00:09
Ф.И.О.: студент

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Mexx2304 » 14 фев 2015, 14:05

Возникли проблемы, преподаватель говорит ни черта не правильно.Мол почему выход регулятора пилообразный(соответственно и выход ОУ пилообразный) я говорю, что дело в модели, такова реализация аналоговой ШИМ. Идет сравнение функции управления поступающей с регулятора и пилообразного сигнала. Мы задаем период пилообразного сигнала, это и будет периодом широтно-импульсной модуляции. Если поставить маленький период, то эти колебания ( как он называл пилообразный выход регулятора) будут малы. Он говорит, что мол ставь подобранный тобой период широтно-импульсной модуляции, находи по теореме Котельникова период квантования-это и будет период ШИМа. Соответственно, когда его ставишь, а это в моем случае 10.46.То выход регулятора получается в виде большой пилы. Я говорю, что здесь модель, а в реальности стоит цифровой регулятор в котором забиваешь данный период и он спокойно работает себе с реальным объектом управления.Здесь говорю вообще такое наверное нереально реализовать, он говорит нереально, то до свидания. При том сам не знает как это реализовать. Наверняка можно реализовать, но там уже нужно через программный код с циклами всё закручивать


Автор темы
Mexx2304
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 12 янв 2015, 00:09
Ф.И.О.: студент

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Mexx2304 » 14 фев 2015, 14:16

Это ведь будет верно, если я просто аппроксимирую эту кривую и будут ему гладкая, на практике наверное так же делают ну и играет роль инерционность системы

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Никита » 14 фев 2015, 18:14

А скажите честно - препод в курсе, что в системе отсутствует модель МЭО и сигнал с ШИМа идет прямо на объект? :)
А выход регулятора в виде пилы - похоже потому, что с самого начала не разобрались со статикой. Настройки регулятора покажите.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
Mexx2304
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 12 янв 2015, 00:09
Ф.И.О.: студент

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Mexx2304 » 15 фев 2015, 15:05

Я ему в отчете написал, что я делаю без МЭО. Сразу же ПИД регулятор, но когда используют исполнительный механизм постоянной скорости, то вместо ПИД-регулятора необходимо использовать ПДД-регулятор, а вместо ПИ, нужен ПД.
Настройки ПИД-регулятора по метода Ротача: Кп=19.17 Ти=10.28 Тд=2.7 Ткв=10.465
С ними получается вот такие характеристики(сверху выход регулятора, снизу ОУ)
Изображение
Настройки ПИД-регулятора по методу Циглера-Никольса Кп=18.99 Ти=16.10 Тд=1.956
Вот результат
Изображение
При том, что выход ПИ-регулятора нормальный
Изображение
Все настройки рассчитывал, через специальную программу, также как и определял передаточную функцию ОУ.
Ну а преподавателю не нравится, что выход ОУ идет пилой.Вот как здесь, например, при периоде пилообразного сигнала=2
Изображение
Если я все таки сделаю пересчет скажем из ПИ в ПД и поставлю интегратор с накоплением, то выход ОУ будет гладким? А на практике в цифровых регуляторах, наверное всё равно как-то специально сглаживается эта пила?

Аватара пользователя

Никита
почётный участник форума
почётный участник форума
Сообщения: 2499
Зарегистрирован: 20 янв 2010, 22:23
Ф.И.О.: Никита
Откуда: Мурманск
Благодарил (а): 3 раза
Поблагодарили: 13 раз
Контактная информация:

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Никита » 15 фев 2015, 16:09

В каких единицах выход регулятора? При Кп=19 рассчитывать на то что реальный переходный процесс будет соответствовать модели особо не стоит. Смотрите - при подаче на вход 100% задания и нулевых начальных, в начальный момент у Вас рассогласование 100%. Выход условного П-регулятора будет 1900%. Где их взять? Сможете открыть кран в 19 раз сильнее крайнего положения? Поэтому, до тех пор, пока идет набор значения и выход регулятора в диапазоне от 1900% до 100% ШИМ на выходе должен иметь постоянную единицу. Что и наблюдается на последнем рисунке, но К=19 я тут не вижу. И тогда никакой пилы на разгоне не будет. Если она есть - ошибка опять в статических расчетах. А вот в режиме стабилизации, когда регулятор выдает сигнал меньше 100% уже есть шанс поймать пилу.
Интегратор с накоплением уберет скачки производной, про которые я писал выше. А на практике во-первых на входе стоят фильтры, которые вертикальные скачки не пропускают, во-вторых, Д-составляющая используется редко, в третьих регуляторы с ШИМ без МЭО используются обычно в нагревателях. Там запаздывание переходит в разгон достаточно плавно.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Автор темы
Mexx2304
здесь недавно
здесь недавно
Сообщения: 29
Зарегистрирован: 12 янв 2015, 00:09
Ф.И.О.: студент

Re: Нужна помощь с Simulink(Relay, PWM Generator)

Сообщение Mexx2304 » 16 фев 2015, 01:05

Нашел еще одну ошибку, пытался ее устранить несколько часов, не получилось.
Ошибка в настройках, а именно в настройке шага.Пилообразный сигнал у меня получается нормальным (т.е от -100 до 100) при непрерывном шаге и ограничении на максимальный шаг=0.5, если поднимать его, то начинает плясать амплитуда пилообразного сигнала и наклоняться задний фронт.Получилось так, что пока настраивал пилу пропала сглаженность выхода регулятора, т.к. произошло ограничение шага дискретизации(наверное правильно назвал).
Вот так выглядит выход ПИД-регулятора в действительности, когда нет ограничения на максимальный шаг, но тут же показано как от этого пострадал пилообразный сигнал
Изображение
А вот скрин с настроенным пилообразным сигналом, но от этого пострадал пилообразный сигнал.За то, у пилы и амплитуда четкая и задний фронт прямой.
Изображение
Что-то среднее получить не удалось, не нашел ни блоков специальных, ни возможностей программы(пробовал пилообразный сигнал вынести в рабочую область программы и в файл отдельный сохранить, чтобы потом готовый достать и всё, но нет шаг все равно для всех одинаков).
Какой лучше вариант оставить?Где выход регулятора нормальный или пила "четкая"?
Пробовал сделать из ПИД-закона ПДД-закон(хотел попроще, но не нашел как превратить ПИ в ПД).Делал преобразование по вашей же ссылке
Время полного хода МЭО поставил=7, пробовал ставить и 10 и 30, 50 толком ничего не поменялось.Не знаю как его подобрать
Получились следующие настройки
Изображение
Очень страшные настройки, неправильно настроил ПДД2 наверное, искал в других местах тоже внятного ничего не нашел.
Изображение
Сегодня уже много времени, весь день ищу и пытаюсь разобраться в чем дело, нихера не выходит.Завтра как проснусь буду дальше пробовать и перекапывать интернет, а то так и до отчисления не далеко, задание какое-то нереальное, сам преподаватель не знает как сделать, с меня требует, в интернете ничего толком нет, уже что только не предумывал.То ли мозги мои не доросли


Вернуться в «Вопросы от студентов»



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 0 гостей