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 » 17 фев 2015, 00:05

Попробуйте классику жанра - методы с постоянным и малым (1е-4)с шагом. Тот же Рунге-Кутта 4-го пор.
Про дифференцирование пока вообще забудьте. Настроите ПИ - можно будет развлекаться. И, кстати, Вы используете идеальное дифференцирующее звено, которое в реальности не существует. В том числе и поэтому имеете проблемы с реакцией регулятора.
На практике дифференцируется только начиная с определенных частот. Т.е. высокие частоты и резкие скачки отфильтровываются еще до регулятора.
Почему пила от -100 до 100? ШИМ должен быть отдельно, направление (если очень хочется) - отдельно. При работе в диапазоне 0-100 вход ШИМ должен четко задавать коэффициент заполнения. В процентах, один к одному. 100%входа=100%заполнения. Проверьте.
Ну а преподаватель - нормальное явление. Был у нас преподаватель по электроприводу, который любил задавать вопросы типа "а что будет если в схеме (формата А1) оторвать вот этот провод?". Ответа, естественно, ни сам не знал, ни в учебниках не написано. И пока не разберешься с системой досконально - хрен ответишь.
И, да, для превращения ПД в ПИ нужно, чтобы время полного хода МЭО по сравнению со всем остальным, можно было считать малым, а само перемещение с максимальной скоростью относительно времени - вертикальным. А у Вас - 7с время хода и 10с - время изодрома регулятора. Не все так просто.
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 » 18 фев 2015, 01:31

С Рунге-Кутта не выходит.Решил оставить с настройками шага для нормальной пилы.С ПИ-регулятором пробовать и дифференцирование не трогать, в смысле чтобы выход регулятора был гладким?Он гладкий, но при добавлении Д составляющей немного кривится.
По поводу пилы: преподаватель спросил, импульсы в обе стороны от нуля идут(вверх и вниз)?Я сказал, что да, поставив пилу (-100 до 100) и импульсы пошли в обе стороны от нуля. Типо мол на открытие верхние импульсы, на закрытие нижние импульсы.
Вы говорите, что ШИМ отдельно и направление отдельно, я если честно не знаю как такого придумать.
Время полного хода я "от балды" взял 7, в действительности, я не знаю какое оно.
Каким образом можно рассчитать коэффициенты ПД-регулятора?Если ли вообще такие методы, просто ничего не нашел про это.
Нашел код программы для матлаба который грубо рассчитывает настройки ПДД2-регулятора по методы Циглера-Никольса. Собрал схемы, подглядел в интернете как кто-то фильтров низких частот навтыкал и вот что вышло.
Вот сама схема
Изображение
Вот ПДД2 с ФНЧ
Изображение
Вот что на выходе
Изображение
Всё бы ничего, но почемуто при ступеньке 5, он выходит на установившийся режим 8.Это наверно связано с оптимизацией настроек или еще чем-либо или же просто неправильные настройки как всегда.
Еще пугает выход регулятора, точнее его размерность:
Изображение
Вроде как и гладко уже всё, но это лишь при периоде пилы=2.
А если сделать как требует преподаватель 10.46, то опять получаются волны, хоть и гладкие.
Изображение
Мне кажется при таком периоде пилы вообще нереально выход гладким сделать, чтобы прямо режим установился.
Похоже ли настройки регулятора на правду?И реально ли, что период ШИМ-модуляции должен быть равен периоды квантования?

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 » 18 фев 2015, 10:17

Как придумать - я писал выше. Входной сигнал ШИМа брать по модулю, генерить импульсы и присваивать им знак.
Еще раз - проблема отчасти из-за того, что ШИМ не работает во всем диапазоне.
Что же до ПДД - Вы сделали одну принципиальную ошибку, в принципе ее уже почти исправили, но сами этого не поняли :)
Смотрите суть:
Диаграмма1.bmp

Это собственно, превращение ПД-регулятора с МЭО в ПИ. Зеленый - отклик "учебного" параллельного ПИ-регулятора. Синий - то, чего можно добиться с помощью МЭО. А чтобы это получить, первые импульсы должны быть хорошо заполнены. А для этого нужно, чтобы Выходной сигнал регулятора был похож на желтую кривую. А этого добиться с идеальным дифзвеном не получится. По крайней мере, в модели с пилой. Нужна другая реализация ШИМ, с определением длительности в начале такта, без пересчета на его середине. Т.е. если в самом начале вход был амплитуды больше пилы, то весь импульс должен идти со 100% заполнением. Можно ли реализовать в матлабе из блоков - не знаю, скорее всего придется писать руками.
И разберитесь, наконец с размерностями и коэффициентами. Реально, с карандашом пройдите по всей схеме и определитесь, где какие коэффициенты и какие значения должны быть при Вашем входном сигнале.
Гладким выход можно сделать только в модели с МЭО. Установившийся режим - это когда на выходе интегратора установится значение, равное 1/Кобъекта. Тогда импульсов с ШИМ не будет вообще, и все будет ровно. При работе без МЭО этого не добиться в принципе.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
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 » 19 фев 2015, 18:56

Как баран себя чувствую, уже несколько недель достаю вас, а на результат не выхожу, надеюсь вы еще не сильно материтесь.
Переделал схему:
Изображение
Вот такой выход с ПИ-регулятором при Тшим=2
Изображение
На графике видны отрицательные импульсы)
Ну, а вот выход ПИ-регулятора с Тшим=10.46 = Ткв, какое хочет преподаватель
Изображение
Здесь отрицательных импульсов не наблюдается, наверное потому, что период проскочил отрицательный выход регулятора?Тогда зачем нам ставить такой период, который не учитывает моделирования приближенного к реальности.Как так, что двигатель ни разу не двигался в обратную сторону.
Вот выход с ПИД-регулятором и Тшим=2
Изображение
В случае с ПИД регуляторами, видать никак нельзя убрать эти скачки на выходе регулятора. пробовал в разные места подставлять фильтры, не помогло.
ну а выход с ПИД-регулятором и Тшим=10.46 дак вообще страшный, тут система в разнос пошла, не знаю от чего.
Изображение
Сижу много чего пробую, психанул, дак поставил на выходе ОУ блок усреднения (каждые 10.46с= Tшим. берется лишь средний сигнал, получается "гашу" пилу). Так не прокатит?)) Где-то слышал, то в цифровых регуляторах ШИМ усредняется, но это не то.Но даже если не усредняется, а в моей модели усредняется, то и в настоящих регуляторах пилообразного сигнала нет.Вот что получилось.
Вот схема(которая моя первоначальная, неправильная)
Изображение
Она с тем же ПДД2 регулятором, неведомо как рассчитанным.(А коэффициенты ПИДа сильно отличаются от коэф. ПДД2, а то преподаватель как-то говорил, что не сильно.А то искал как пересчитать ПИД в ПДД, так кроме сайта на который вы давали ссылку, ничего толкового нет,ну а с если рассчитать, то что-то непонятное получается)
Вот что вышло с моей неправильной схемой, ПДД2 и усреднением.
Изображение
Красивая, но непонятная.Установилось на отметке 9. Выход регулятора, как я понял из за фильтров огромный.
Вот сильно увеличенный выход ПДД2 регулятора с фильтрами в начале процесса, бред какой-то
Изображение
Да и импульсы не пойми как идут.
То ли дело, если взять исправленную по вашим указаниям схему с ПИ-регулятором, а еще и усреднить выход
Изображение
Жаль лишь, что это неправильно и выход регулятора не усреднить, т.к. на графике в месте пересечения пилы и выхода регулятора должен начинаться или заканчиваться импульс.
Единицы измерения и примерные значения на схеме, я не уверен конечно, но вот.
Изображение
Вообщем так, ни к чему и не пришел.Кроме как схему исправил.
Получается, что в матлабе используя пилу так ничего и не получится?Скажите пожалуйста поподробнее про другой алгоритм ШИМ. Или вы может знаете какую-нибудь другую программу, в которой это можно реализовать.
В любом случае, если делать в матлабе даже, то скажи последовательность с чем разобраться, с чего начать идти к результату, а то я с психу за всё в подряд хватаюсь и в итоге ничего не выходит.
Уже даже искал за денежку, кто поможет, потому что никак не получается и все, а до сроков отчисления недалеко.

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 » 19 фев 2015, 19:53

А не надо за все подряд хвататься. Надо делать не торопясь и аккуратно.
Ну во-первых, я лет пятнадцать тому, когда не было времени настраивать регулятор на переходные процессы, делал их в Paint'e :) Но в Вашем случае есть риск сильно осложнить себе жизнь, если рисовать их не зная как они выглядят. Потому как знающий человек глянув на структуру, поймет что к чему. Пару процентов перерегулирования поправить можно,интегральную составляющую дорисовать. Ну и опять же, не от хорошей жизни делалось, а от того, что мощных машин не было и моделировалась сложная схема много минут.
По сути:
Вот смотрите - на входе регулятора 5кПа. Коэффициент регулятора - 19. И и Д пока за ненадобностью не рассматриваем. А вот 19 - это в чем?
Если это [%/кПа], то выход регулятора при ступеньке на входе и нулевых НУ будет 90%. Я не Никольс и не Циглер, но смысла делать настройку регулятора с коэффициентом усиления 0,9 не вижу. Это если 5кПа принять за 100%. В ваших тамошних методичках он в чем считается? И, кстати, обязательно ли его рассчитывать по методичкам? Я эти методы помню смутно, давно ими не пользовался, мне на глаз проще настроить.
Фильтр, по идее, нужен всего один, в цепи обратной связи. С постоянной времени где-то в секунду. При кванте в 10с на глаз он будет не заметен, а скачки производной сгладит. Или в сам регулятор, перед дифференцированием. Посмотрите в лекциях, как это звено у Вас называют, терминология разная. А вообще, Д-составляющая в регуляторах задействуется достаточно редко.
Красивый график мне непонятен. Хотя скорее всего, проблема в том, что ШИМ не отрабатывает в обратную сторону.
Посмотрите еще раз, в чем считается коэффициент регулятора. Возможно, придется его сильно увеличить.
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 » 22 фев 2015, 03:42

По размерности регулятора.Выход все таки в %/кПа.
Вот формула, по которой рассчитывается ПИД-регулятор по методу Ц.-Н.
Изображение
Еще пробовал, тыкался.Самые лучшие результаты.
При такой схеме(без МЭО), но лишь с периодом пилы=2 вместо нужных 10.5
Изображение
Она с обычным ПИД-регулятором по методу Ц.-Н.
И вот выход ее
Изображение
А вот второй вариант поинтересней
схема вот такая (с ПДД2+МЭО)
Изображение
настройки ПДД2 подбирал больше часа методом тыка, выход ОУ более менее адекватный, но выход регулятора жуть максимальный выброс=4 или может он такой и должен быть у ПДД2 регулятора нигде не нашел каким он должен быть?
настройки пдд2
Изображение
выходы
Изображение
А если еще куда-нибудь припрятать блок, который усредняет, то получится вот так
Изображение
Что скажете?Похоже ли на правду?

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 » 22 фев 2015, 12:10

Ну давайте с самого начала. Если 19 - это % на кПа, то при ступеньке на входе в 5кПа, с нулевой Д-составляющей (или сразу после броска для идеального д-звена), т.е. при еще нулевом сигнале с ОС, регулятор должен иметь выход в 5*19=95%. Он где?
Если же настройки свои, то готовьтесь объяснять их преподу. Ничего страшного в этом не вижу.
По пиле. Не могу понять, что у Вас с настройками матлаба, но не должно быть такого чуда, что с пилой периодом в 10 и периодом 2 система приципиально ведет себя по разному. Да, может увеличиться амплитуда "дерганий", но почему аертикальные скачки в одном случае есть, а в другом нет - непонятно.
Дальше. Пилу с графиков, я считаю, в конце можно будет убрать. Это отладочная информация, позволяющая проверить работу ШИМа. На работу системы она влияния не оказывает. Период должен (кстати, обратите внимание) быть виден именно по прериоду следования импульсов ШИМа.
Еще дальше. Насчет выхода ПДД при реакции на идеальную ступеньку. А чему он должен быть равен у ПД-регулятора нашли? Будет как в том анекдоте, про "Вот иди и считай шпалы".
Ну а про похоже-непохоже - увы, я не умею читать мысли вашего препода. И Вы, похоже, тоже не совсем понимаете чего он хочет. Так что тут решать уже с ним.
Опыт - это когда на смену вопросам: "Что? Где? Когда? Как? Почему?" приходит единственный вопрос: "Нахрена? "


Вернуться в «Вопросы от студентов»



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 0 гостей