PID регулятор — принцип работы в графиках
В ролике на графиках разбирается принцип работы ПИД-регулятора: как формируются пропорциональная, интегральная и дифференциальная составляющие, как они влияют на поведение привода при нагреве и охлаждении. Показано изменение коэффициентов и времени интегрирования, влияние зоны нечувствительности и дифференциальной составляющей на переходный процесс.
- 00:00 Введение и рекомендация канала
- 00:40 Демонстрация ПИД-регулятора непрерывного действия
- 01:28 Настройка цикла опроса и график ошибки
- 02:10 Пропорциональная составляющая: принцип и коэффициент
- 06:49 Интегральная составляющая: накопление ошибки
- 08:14 Настройка времени интегрирования и коэффициента усиления
- 11:58 Дифференциальная составляющая и время задержки
Кому полезно: Инженерам АСУ ТП, изучающим теорию автоматического управления и настройку ПИД-регуляторов.
Описание составлено автоматически по расшифровке речи в ролике.
Расшифровка видео
0:00 Всем привет, хочу еще раз сделать видео по! Пед регулятору о его составляющих предыдущем ролике было сделано много ошибок. Приношу свои извинения, но ошибки нужно исправлять, которые мне указали, чуть больше разобрался в теме, надеюсь, на этот раз. Все будет хорошо, также хочу порекомендуем порекомендовать канал Дима Лимита, будет ссылка в описании ролика. Они всех, кому интересуют пед регуляторы, горелки в принципе не хороший контент, рекомендую.
0:40 Так давайте перейдем к нашему пед регулятору, будем рассматривать на основе педрегулятора Сименссов б 41 это регулятор непрерывного. Действия уже написано, ну программа же все написано. Предыдущем ролике было добавил тут тут кнопочку тест для наглядного тестирования.
1:04 Нашего процесса получается уже, мы здесь можем сами задавать температуру датчика, вызывая тем самым разогласование либо ползунком менять его динамические. Смотреть, как программа будет у нас регулировать также в прошлом ролике по данной схеме.
1:28 По циклу опроса нужно выставить 100 миллиардекунд, так как у нас наш блок находится. Вобэ, 35 которые вызываются с циклом 100 миллиардекунд, это время опроса, должно быть, 100. Миллисекунд выставлена там раньше, стояли секунды, сделал Миллисекунды и сделал большой график. С отрицательными значениями добавил ошибки, чтобы мы могли в режиме реального времени их определять. Так сейчас посмотрим, что у нас выставлено в пед регуляторе, так и вот схемку, чтобы не забывали, как он работает, как он устроен.
2:10 Так сейчас у нас интегральная включена и пропорциональная включена в данный момент. Интегрально у нас равно, 52 потому что у нас находится в ручном режиме. Сейчас мы переведем 50 50 нажмем холд, чтобы она не менялась. И перейдем в авто. Все у нас получается, сейчас будут работать только. Пропорциональный регулятор пропорциональный регулятор у нас получается это умножение нашей ошибки. Умножение ошибки, которая это разница нашей заданного и действительного.
2:58 Проходе через фильтр отнимает, отнимается еще ширина, если она задана, задана фильтра и умножается на коэффициент. Ну так как бы коэффициент, который помогает нам согласовать наши? Единицы измерения, допустим, здесь могут быть градусы Кельвины. Можем мерить в выходную величину в барах, в Паскалях, Килопаскалях, и уже разница между ними будут разные единицы, чтобы их согласовать вот этот принципе. Нужен множитель, и так же само он является множителем пропорциональной величины. Так как мы видим, что это у нас напрямую, он и есть ошибка, умноженная на г.
3:51 Это если у нас, допустим, надо найти, если мы ошибка у нас составляет 1 градус. И мы, и нам надо поставить 1 процент, добавить для этого. Тогда у нас коэффициент будет равен единицы, если у нас ошибка будет. Равна 2 вам нужно поставить единицу, значит 0 5. Давайте сейчас посмотрим, как это работает, включим пед регулятор. Сейчас стоит по умолчанию двойка с плюсом, это режим нагрева и добавим сейчас поставим 121. Наша ошибка. Сейчас равна ты единицы, потому что у нас сет поинт, это задание ты 121 получается, она единица и пропорциональная составляющая. У нас сейчас идет на она, 2 тем самым отклонив наш сервопривод на 2 ты вниз.
4:57 Если мы изменим на 122, то пропорциональное снизит нам на уже на 4 или пропорционально нужно для мгновенного изменения реакции устройства на возмущение. Если мы коэффициент поставим, 1 к 1, тогда у нас они будут меняться, это 1 к 1, если мы сейчас поставим 118.
5:25 Это на 2 ты ниже, тогда у нас пропорциональная составляющая станет равна 4 равна 4 вот. И не будет никак меняться, пока у нас не изменится ошибка, поэтому она зависит от ошибки и от ширины нашего пропуска. Не если мы ширину пропускания поставим. 0 5 Тогда у нас пропорциональная составляющая станет 3 так, как ошибка у нас ошибка вместо 2. У нас сейчас равно полтора, потому что 0 5 это мы убрали на.
6:00 Эти на колебания и на амплитудные воздействия для устранения помех ставим 0 и поэтому пропорционально. Так она и она никак не накапливается в педрегуляторе, чем она больше тем мы. Сильнее регулируем и колебания системы будут больше. Если у нас режим, допустим, охлаждения или создания вакуума, то мы ставим ты, 2 если у нас. И у нас уже привод отработал в обратную сторону, вот мы видим, что у нас она поменяла свое направление. Она зарегулирует на охлаждение, ставим 2 с плюсом и на, и то же самое. Мы ее уменьшим, насколько мы уменьшим, во столько раз пропорционально она изменится.
6:49 Начнем подходить ближе к уставке, она будет постепенно изменяться зависимости от ошибки, убрали ошибку. Пропорциональной составляющей нас нет, так теперь рассмотрим интегральную составляющую. Отключим пропорционально интегральная составляющая, это измерение нашей ошибки и аккумулирование ее. Это мы, грубо говоря, измеряем площадь, ошибки постоянно ее прибавляем и складываем.
7:18 Вот у нас сейчас привод интегральная составляющая равна, 50 так у нас пока нету ошибки. Интегральной составляющей никуда не уходят, она держит состояние нашего привода. Она помнит она, как бы ищет ту оптимальную величину, на которой нужно остановиться нашему приводу, накапливая в себе ошибку, либо ее прибавляя, если нам нужно повышать либо. Убавляя скорость пропорциональной составляющей, зависит от этого времени. Чем это время больше, тем наклон нашей составляющей будет больше и также сама она очень сильно. Зависит от нашего коэффициента Гейн. Если мы его уменьшаем, то и для поддержания наклона это время нужно нам уменьшить. Ну, допустим, сейчас при двойке мы поставим, пусть так.
8:14 Скип, так вот при двойке мы поставим, допустим, и регулировка, то есть сюда начинается с большой величины, вот поставим 400. И создадим помеху, пусть будут 2. Мы видим, что наша интегральная составляющая меняется, но изменение ее очень маленькие. Если мы помеху сделаем еще больше. И поэтому мы, когда смотрим на график, нам нужно подобрать и на время изменения, и мы видим, что у нас ошибка. У нас система провалилась, накопление не идет, она идет на очень мали медленно. Значит, нужно постепенно изменять нашу интеграцию?
9:06 Интегральная составляющая, вот она начала изменяться быстрее, но все равно недостаточно, значит, надо еще поменять 150. Так совсем мало, значит, ставим 40. Видим, что изменяется, но все равно недостаточно быстро. Поэтому поставим сейчас 10. И вот видим мы чем меньше ставили время, тем ее наклон, в зависимости от этой разницы. Начинает меняться. Если мы уменьшим нашу. Наш коэффициент на единицу. То ее наклон начнет, так сейчас надо чуть. Так будет более наглядней.
10:18 Вот мы, ГН, уменьшили при той же ошибке, ее полагать начинает. Уменьшаться для этого, чтобы скорость, допустим, еще раз увеличить нам нужно будет. Это время еще раз уменьшить, и тогда она опять вот было 10 поставим 5 и тогда. И тогда она опять начнет быстрее набирать. Ну, с прежней интенсивности. И чем меньше мы будем убирать ошибку? Тем скорость накопления будет меньше. Здесь мы уже вышли за предел, она даже начала у нас уменьшаться, сейчас у нас 1 она не хватает. Она уже будет в этом близком приближении, уже будет менять себя очень медленно.
11:21 И вот эта интегральная составляющая является вообще, то она нас вот синяя. Она потому, что она сейчас, 1 она именно не с несущим положением, а именно она ищет. То положение его сохраняет пропорционально и дифференциально, они исчезают. Момент приближения, вернее, пропорциональное у нас уменьшается, исчезает, когда у нас мы входим в зону нечувствительности в мертвую зону либо уставка равна задания.
11:58 Дифференциальная зависимость, когда скорость изменения исчезает, она у нас отключается. ТМ Лак поставим пока 0 это время задержки дифференциальной и посмотрим, как работает сейчас дифференциальная составляющая. Перейдем в авто зафиксируем так, ну дифференциально, пусть у нас будет 10 здесь вернем пока на 100. Вот мы потихонечку сейчас видим вверх, вот она наш привод пытается тормозить. Хотя память нашего привода. Вот и пока мы идем вверх, она работает всегда у нас в ты и.
12:56 Хоть прошли мы эту точку. Хоть не прошли. Когда мы остановились? Скорость изменения исчезла и поэтому рекомендуют использовать ТМЛА, чтоб не было вот этих импульсов, чтобы они были более сглажены. И как только они начинает привод у нас смещаться, вернее, температура начинает у нас падать вниз. Вне зависимости от остальных. Составляющих Дифференциальная составляющая создает нам уже прибавление сервоприводного общее состояние и в это действует на сервопривод на открытие.
13:51 Вот если поставить на паузу здесь мы. И шли вот нашей за температурой шла вверх, с определенной скоростью создавало наше торможение. Чем больше скорость, тем вот эти пучки были у нас больше. Здесь мы когда начали. Опускаться скоро, на когда у нас температура стала опускаться, дифференциальная работает в обратном направлении. И уже ее, наоборот, добавляет нам к сервоприводу определенные значения в зависимости от уставки. Чем больше вот это время, тем сильнее вот эти наши воздействия.
Расшифровка сделана автоматически (Yandex SpeechKit) и может содержать ошибки в терминах.
Рекомендую канал — https://www.youtube.com/watch?v=qJt-AtaccJE&t
Скачать проект — https://drive.google.com/open?id=1_aObzSEat_76PXM8vv2800c_Sh4Q_3fs
Как открыть проект — https://youtu.be/KjS8UPk8n6o
как разархивировать — https://youtu.be/Undhxxdc8as