Адаптивные алгоритмы регулирования.

[Marrenoloth]

Кто сталкивался, для чего использовал? Формулы, цифры, оценка эффективности!

[Romcheg]

Один раз запускал установку по производству амиака с адаптивные регуляторами на контурах (АПИД).
Кроме того очень часто делал виртуальные модели на СКАДе с адаптивными регуляторами для того, чтобы рассчитать коэффициенты для реальных регуляторов на объекте. И по крупному, и по мелкому доводилось пользоваться. И с Модальными регуляторами делал и с фильтрами прореживания для очень инерционных объектов и АПИД и АПДД логику использовал. В основе были разработки профессора Мазурова.
Когда в Ираке ТЭС пускали, я за неделю-две на моделях в СКАДе выполнил расчеты для почти всех видов регуляторов энергоблока. Раньше для этого использовался выделенный инженер-автоматчик, который 5 месяцев сидел на объекте и занимался настройкой этих регуляторов.

[Marrenoloth]

А где можно поподроднее ознакомится с "разработками профессора Мазурова"?
Больше всего интересует именно практическое исполнение алгоритмов. Насколько я знаю, это достаточно ресурсоемкое занятие - распознавать объект и синтезировать алгоритм управления.

[Romcheg]

Я работал с его адаптивными алгоритмами в SCADA Trace Mode. По этому же поводу с ним частенько и пересекались лично в Адастре или на их конференциях, когда он приезжал выступать. Однако сейчас у меня нет его координат, давно уже не встречались с ним, но если Вы обратитесь в Адастру - думаю, что они без проблем Вам смогут дать его координаты, если необходимо.
Вот пример его статьи по FBD-блокам адаптивной логики встроенных в ТМ по его разработкам: http://www.adastra.ru/reports/expo7/Mazurov.htm

Ну а еще можно материалы поискать в интернет - просто введите "В.М. Мазуров + адаптивные регуляторы"... ;)

[Marrenoloth]

Почитал. Интересно. Но, насколько я понял, почти все время применяется автонастройка при каком-либо тестовом возмущающем воздействии и настройка производится на уровне SCADA, ибо процесс определения объекта суров и в контроллер не войдет. Знаю одну контору, которая делалане сильно большой объект, но с автонастройкой ПИДов. Так они этой автонастройкой весь S7-414й забили под самую маковку!
В связи с этим уточняю вопрос: Не требовательные к быстродействию и памяти алгоритмы, которые обрабатывали бы данные при нормальной работе установки, обходясь без тестовых возмущений. Т.е. ты его примерно настроил, а дальше он сам живет своей жизнью и кушать не просит, и, приезжая через полгода, ты уверен, что он оптимально настроен.

[Marrenoloth]

Почитаю обязательно

Ну, fuzzy-логика, нейро-сети и автотюнеры- не последнее слово в автоматизации :)

А что есть последнее слово на данный момент?

[Marrenoloth]

Мда! Так и вижу нейросеть на S7-200... Треснет!
Короче, к уточненной задаче вижу только одно решение: ПИД с адаптацией методом последовательного приближения (треугольники, векторное и т.д.). Все остальное - для вычисление на стороне PC ибо толсто слишком для контроллера!

[Romcheg]

Это когда-то было толсто... :D Сейчас на современных контроллерах можно наверно даже в третий Квейк поиграть, не то что нейронную сеть реализовать. Вообще - у Мазуровских алгоритмов есть режимы работы:
1) режим адаптации - режим настройки на объект с нуля
2) режим автоподстройки - когда он возмущает объект потихоньку и подстраивается под него в процессе основной работы
3) работы как обычного регулятора по рассчитанным в пункте№1 значениям

Так что мешает вам в 3-м режиме с ним работать, а 2-й, или на самый крайний случай 1-й режим, включать только раз в год или полгода.

Насчет нагрузки на контроллер - не знаю у кого как, но я сам лично в РС-совместимых контроллерах использовал данные блоки, когда еще они на 486-х и 386-х процах были. Там только одно условие было для контроллеров на базе 386-го - он должен быть с сопроцессором. А уж про современные платы - вообще молчу.

[Marrenoloth]

Ну я же специально уточнил! БЕЗ возмущающих воздействий! Вы себе представляете как ведут себя 2 каскадно соединенных ПИДа, один из кототорых держит давление в емкости 30кубов объемом, а второй расход, проходящий через эту емкость, при подачи возмущающей синусоиды? А физически - это весьма страшно и есть большая вероятность сложить танк!
И уточнил про нетребевательность к ресурсам. А вы "Это когда-то было толсто..."! Далеко не все пользуют PC-совместимые контроллеры и бывает, что 128килобайт памяти - предел мечтаний! Я сильно сомневаюсь что первая квака влезет в такой объем! Не говоря уже о третьей.

И еще раз: Алгоритм должен занимать мало места и постоянно автоподстраиваться прямо во время работы.

[Romcheg]

Хммм, если Вы изобретете алгоритм автонастройки регулятора, который не "тревожит" объект регулирования - Вам наверняка Нобелевскую премию вручат! :D
Ну Вы сами-то понимаете, что говорите "БЕЗ возмущающих воздействий"...

В общем - настоятельно рекомендую Вам почитать теорию. Вкратце - у алгоритмов самонастройки есть пределы, которые Вы задаете на девиации адаптации в %-ном соотношении от номинала... Ну задайте ничтожно малые значения этих девиаций, чтобы не расшатать Ваш "танк" и все равно будет работать. Только гораздо дольше алгоритм будет настраиваться по времени. Вообще - Мазуров постоянно говорил о вот таких вот заявлениях в своих докладах, что ему постоянно все твердят, что он сумасшедший - "качать" опасные объекты! :) Вот только как показала практика использования его методик на объектах и моделях - те кто пытался спорить о вкусе устриц, на самом деле просто их никогда не ели... ;) Не надо воспринимать слова буквально, когда Вам говорят про синусоидальные возмущающие воздействия - это не значит, что это открытие и закрытие клапана от 0 до 100% по синусоидальному закону! :D

Насчет требовательности к вычислительной и производительной мощности контроллеров... Не надо браться на самокате участвовать в гонках Париж-Дакар. С таким подходом Вы никогда не найдете решения. Вон и под PLC есть адаптивная логика - но не на базе контроллеров со 128килобайтами оперативки и 16Мгц контроллером. Это вроде как логично. Хотя если такой на чистом ассемблере запрограммировать и он потянет адаптивные регуляторы. :)
Любое решение - требует соответствующей аппаратной и программной базы. И чем решение универсальнее и заумнее, тем больше требования оно предъявляет.

[Marrenoloth]

1)Нобелевскую, наскока я знаю, никому за это не дали, хотя методов последовательного приближения до пупа.
2)Мне почему-то кажется, что динамическое возмущающее воздействия aka помеха есть вполне достаточное возмущающее воздействие.
3)Про синусоиду - согласен, мой пример по танк несколько гиперболичен, но тогда чем отличается от 2) ?
4)А про самокат... Я всего лишь хочу к нему маленький моторчик приделать.

[Romcheg]

Как приделаете - ждем здесь фото! :D

Помеха - она может быть разная, и если она управляемая, то она не страшна.

[Marrenoloth]

Как приделаете - ждем здесь фото! :D

Хорошо! Правда когда это будет не знаю, пока по работе занимаюсь ProLeiT'ом и привязкой контроллеров к MES, так что когда до написания своих регуляторов дело дойдет... Но выложу - будьте уверенны!

[Не местный]

Можно несколько вопросов из области русского языка?
1. Может, всё-таки не "Адаптивные алгоритмы регулирования", а "Алгоритмы адаптивного регулирования"?
2. Что за новая идиома "...сложить танк"?
3. Можно подробнее описать каскадное соединение регуляторов, "...один из кототорых держит давление в емкости 30кубов объемом, а второй расход, проходящий через эту емкость"?

[Marrenoloth]

1) Согласен, если Вас так коробит. Просто терминология в этой области плавающая сильно. Это как "Цех рОзлива" - все знают, что не правильно, но как-то прижилось повсеместно и ВСЕ так говорят! Есестено, не в официальных документах с печатями. А в деловой переписке встретить - легко!
2) Танк - это tank - резервуар. В простонародье бочка. На 10-20 килолитров и выше. Если в нем создается достаточно большое разряжение, то он сминается внутрь и складывается, как бумажный. В пиковых случаях можно получить вместо танка железный блинчик.
3) Есть емкость. Танк (; В нем есть датчик уровня. И две трубы. По одной забирается продукт из танка, по второй танк заполняется.Откачка продукта происходит с фиксированной скоростью, а скорость подачи вы можем менять. Для завершения картины: Есть расходомер на подающей трубе, выдающий мгновенный расход. Алгоритм примерно следующий: необходимо в танке держать определенный уровень (около 75%), чтобы при проблемах как до него, так и после можно было бы максимально безболезненно поработать максимальное время. Т.е. если проблемы с подачей - то на откачивающей линии это не скажется, пока не закончится продукт в танке и наоборот - при проблемах с откачкой оборудование, которое наполняет продуктом танк еще будет работать, пока танк не заполнится до верха. Эдакий большой и сложный демпфер! Так вот: Если мы делаем один ПИД, который поддерживает уровень, управляя подающим насосом, то пока поток изменит уровень в емкости на достаточную величину, чтобы заметил датчик, и еще сами зоны нечувствительности ПИДа, то получаем, что пид все время немного "качает" насос - "чуть больше - чуть меньше". В некоторых случаях это не айс и поток должен быть постоянным. Выход есть! У нас есть расходомер - он косвенно отображает изменение уровня в танке и значительно быстрее реагирует на изменение производительности подающего насоса. Делаем следующее: Первый ПИД - высокоскоростной - ставим на насос и расход. Настраиваем. Второй пид - низкоскоростной - ставим на уровень, а управляющее воздействие с него заводим как уставку для высокоскоростного. Настраиваем второй пид. Profit! Система работает существенно устойчивее и с меньшими отклонениями. Естественно, есть и минусы - медленне реагирует на резкие глобальные изменения в системе (к примеру, если резко изменить уставку уровня с 75% до 30% или резко ноток изменится в 2 раза, но эти случаи внештатные и не должны происходить при нормальной работе), а так-же сложнее в создании, параметрировании и вводе в эксплуатацию. Есть и облегченный вариант, строго говоря не являющийся каскадным. С расходомера снимается мгновенный расход, пропускается через дифференциатор и умнажается на маленький коэффициент. После этого полученную величину прибавляют к значению датчика уровня и пускают на единственный в этой системе ПИД. Получается, что, вроде как и ПИД один, и вроде как можем отследить возмущения еще до того, как они до основного датчика дойдут. А применений таких схем море - к примеру стоит несколько теплообменников и нужно держать температуру за ними. Тогда межну первыми можно поставить еще датчик температуры и использовать его как высокоскоростной сигнал. Тут главное технологию знать, и узнать, захочет ли заказчик еще один датчик поставить. Да и бывает, что по технологии низя его ставить...

[Не местный]

1. Спасибо за согласие. Так действительно лучше.
2. Теперь понятно. Но это из области неисправной предохранительной (дыхательной) арматуры.
Тогда в другую сторону можно сказать:
"Разложить танк"?
3. Так это реальная емкость или теоретический техпроцесс в теоретической ёмкости?
Вроде раньше говорилось о регуляторе давления и регуляторе расхода в ёмкости 30 куб. м, а сейчас о регуляторах уровня и расхода с воздействием на производительность подающего насоса. Всё-таки: что задано технологическим регламентом?
Хотелось бы понять необходимость адаптивного управления для реального техпроцесса с реальным техрегламентом в реальных технологических аппаратах с исправными клапанами дыхательными стационарными (КДС).

[Marrenoloth]

1. Всегда пожалуйста, все для Вас.
2. Проблема в том, что иногда предохранительной аппаратуры нет - она вся "виртуальная" - только алгоритмы для автоматических клапанов. Иногда они бывают ошибочными. На вопросы о том, почему нет штатной предохранительной арматуры и почему программа не работает я ответить не могу. :)
3) Извините, не посмотрел. Запускал и такие и такие. Как правило, такая система ставится на пищевых заводах, работающих с жидкими средами (из личного опыта). В таком случае отводящая из танка труба - линия к фасовочным установкам. Т.к. розлив идет с постоянной скоростью, то и продукт линия сосет с ней-же. А вот скорость подачи может варьироваться. И на разных производствах по разному: На молочном выгоднее уровень держать, ибо буферная емкость, а на пивных - давление, ибо по технологии пиво всегда под давлением. К вопросам реального применения... Все зависит от отрасли! Если критично качество регулирования, так могут и адаптивные регуляторы поставить с постоянным определением модели объекта. А в пищевке одна фигня: "Работает? Ну и езжайте отсюдова!". О каких-либо оптимальных настройках на задумываются вообще! Настройка всех ПИДов "на глаз". Все инициативы программиста "сделать лучше" дохнут на корню. Да и пищевка все-таки не разбрасывается, как правило, датчиками. Часто нельзя снять высокоскоростной сигнал только потому, что датчика тупо нет!

Вы описали бы, что у Вас за установка, людей умных и практически применявших ум тут много - помогут с радостью! А алгоритмы таки однозначно применялись на практике! Причем описанный - один из самых простых!

[Не местный]

Ха, так речь идёт о "просто так спросил"?
Тогда я пас.

[Jackson]

Я попробовал - применив к своей отрасли - представить себе контроллер управления ДЭС с адаптивными алгоритмами регулирования частоты и напряжения. Сразу вспомнился анекдот про то что...

- лет через 50 у наших внуков и правнуков в наручных часах будет столько вычислительных мощностей, сколько сейчас в серверах!
- и всё это для того чтобы время посмотреть?

[Marrenoloth]

Тогда я пас.

И без вас прекрасно поговорили. Хотя, конечно, спасибо, что своими вопросами побудили меня написать так много. Может быть кому-то будет интересно. Если он найдет...

[Jackson]

Тогда я пас.

И без вас прекрасно поговорили. Хотя, конечно, спасибо, что своими вопросами побудили меня написать так много. Может быть кому-то будет интересно. Если он найдет...

Не волнуйтесь - яндекс найдёт:



Будем вежливее.

Всем хороших выходных!