adapt vne pid regul tory n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Adaptívne PID regulátory PowerPoint Presentation
Download Presentation
Adaptívne PID regulátory

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 15

Adaptívne PID regulátory - PowerPoint PPT Presentation


  • 131 Views
  • Uploaded on

Adaptívne PID regulátory. Nepriame adaptívne metódy nastavovania PID regulátorov. Charakteristika vybraných metód adaptívneho riadenia. V posledných rokoch dochádza k rozvoju nových metód riadenia, ktoré sú nazývané adaptívne metódy.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Adaptívne PID regulátory' - ethan


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
adapt vne pid regul tory

Adaptívne PID regulátory

Nepriame adaptívne metódy nastavovania PID regulátorov

charakteristika vybran ch met d adapt vneho riadenia
Charakteristika vybraných metód adaptívneho riadenia
  • V posledných rokoch dochádza k rozvoju nových metód riadenia, ktoré sú nazývané adaptívne metódy.
  • Ich rozvoj a aplikácia do procesov riadenia je podnietený praktickými potrebami zlepšenia kvality regulácie.
  • Adaptívny spôsob regulácie volíme predovšetkým vtedy, ak parametre modelu riadeného procesu sú vplyvom šumu a iných externých porúch premenlivé alebo neurčité.
  • Adaptivita (self adaptivita, selftunning) znamená vo všeobecnosti schopnosť samočinne sa prispôsobiť dopredu neznámym alebo meniacim sa podmienkam. Adaptívne riadenie je možné realizovať rôznym spôsobom.
princ py
Princípy
  • Číslicový adaptívny regulátor pracuje zväčša s pevne zadanou periódou vzorkovania T.
  • S touto periódou generuje postupnosť čísel u(k),k=1,2,...,( podľa algoritmu riadenia), ktorými je ovládaný regulačný orgán riadeného procesu.
  • Na základe priebežného merania výstupných údajov y(k) a známej postupnosti riadiacich zásahov u(k) sa v každom diskrétnom kroku spresňujú parametre matematického modelu riadeného procesu. Toto spresňovanie sa realizuje prostredníctvom rekurzívnych vzťahov, ktoré sa dajú odvodiť na základe kvadrátu funkcionálu odchýlky medzi meranou hodnotou výstupu z procesu a výstupom z modelu.
  • Zmena parametrov modelu sa transformuje na zmenu koeficientov riadiaceho zásahu.
  • Adaptívny PSD regulátor môžeme realizovať rôznymi spôsobmi. Podstatou je však poznanie funkčnej závislosti koeficientov PSD regulátora na parametroch modelu riadeného procesu.
princ py self tpid
Princípy SELF-TPID
  • Pravidlá pre nastavovanie parametrov –koeficientov regulátora sú pre SISO a MIMO systémy založené na automatickom určovaní kritickej frekvencie a kritického zosilnenia z odhadovaných parametrov modelu
  • Regulovaný objekt vyjadrený prenosovou funkciou v spojitej/diskrétnej oblasti alebo diferenciálnou/diferenčnou rovnicou procesu
algoritmus selfpid
Algoritmus SELFPID
  • Jednoduchá rekurzívná metóda odhadu parametrov a výpočtu koeficientov regulátora.
  • Kombinácia efektívnej metódy odhadu parametrov modelu (LDFIL, REFIL, LDDIF) a rekurzívny výpočet parametrov diskrétneho PID regulátora
  • Robustná metóda nastavovania parametrov diskrétneho PID regulátora v Takahashiho forme
  • Hlavná myšlienka (krit,PKRIT)= f(ai , bi ) (parametre procesu)
slide6

Identifikácia parametrov modelu

Výpočet parametrov riadiaceho zásahu

w

y

u

+

Proces

Regulátor

-

slide8

Pri návrhu adaptívneho PSD regulátora požijeme napr. Takahashiho vyjadrenie riadiaceho zásahu :

slide9

- Klasický postup pri určovaní koeficientov PSD regulátora podľa Ziegler-Nicholsa spočíva v tom, že proporcionálnym regulátorom sa privedie regulovaný proces na hranicu stability, pri ktorej sa určia hodnoty kritického zosilnenia KkR a kritickej periódy TKR a podľa tabuľky sa určia koeficienty riadiaceho zásahu. Týmto spôsobom možno jednorazovo určiť riadiaci zásah.

- Moderný postup použitia metódy Ziegler-Nicholsa je založený na analytickom priebežnom určovaní KKR a TKR ako funkcie zmien parametrov modelu procesu a priebežnom prepočte koeficientov ci,Kp a cd podľa tabuľky

slide10

Za účelom adaptívneho výpočtu parametrov PSD regulátora odvodíme analytické vzťahy vyjadrujúce funkčnú závislosť medzi KKR,TKR a parametrami riadeného procesu. Nech riadený proces je vyjadrený diskrétnou prenosovou funkciou v tvare kladných alebo záporných mocnín z :

( Z dôvodu fyzikálnej realizovateľnosti je koeficient b0 = 0)

Diferenčná rovnica procesu riadenia je v tvare :

Aby sme mohli určiť analytickou cestou kritické zosilnenie a kritickú frekvenciu predpokladáme, že riadiace zásahy sú výstupom z proporcionálneho regulátora t.j.:

slide11

kde

Charakteristická rovnica uzavretého regulačného obvodu je potom :

slide12

CHRURO:

  • Aplikáciou Routhového testu stability na CHRURO určíme KKR a TKR, pri ktorých je uzavretý regulačný obvod na hranici stability.
  • Pretože KkR a TkR sú funkciami parametrov procesu pre jednotlivé modely procesov rôznych rádov dostaneme ich rôzne všeobecné vyjadrenia.
  • Na základe poznania hodnôt KKR a TKR môžeme potom podľa tabuľky 1 určiť aj hodnoty koeficientov riadiaceho zásahu Kp,ci a cd.
  • Analyticko-numerický spôsob určenia kritického zosilnenia a kritickej periódy môže byť vo všeobecnosti u modelov vyšších radov ako dva komplikovaný vzhľadom na to, že sa jedná o riešenie kubických a rovníc vyšších rádov.
  • Získané riešenia môžu byť vo všeobecnosti komplexné korene, reálne korene (stabilné a nestabilné) a preto pri praktickom použití tohoto algoritmu musia byť tieto skutočnosti v riadiacom algoritme ošetrené.
  • Pre priebežnú identifikáciu môžeme použiť metódu najmenších štvorcov resp. jej modifikácie označované ako LDFIL a LDDIF [9],kap.5 Peterka a kol.[5].Ak označíme vektor identifikovaných parametrov
slide13

Procedúra identifikácie:

Vektor parametrov

Celý rekurzívny výpočtový proces môžeme vyjadriť ako postupnosť

vykonania týchto numerických výpočtov:

1.Voľba začiatočných hodnôt

2.Výpočet predikčnej chyby

3.Výpočet korekčného vektora

4. Výpočet vektora parametrov

slide14

Algoritmus samonastavujúceho sa PSD regulátora je koncepčne pomerne jednoduchý. Pozostáva z nasledujúcich krokov:

  • priebežná identifikácia koeficientov modelu metódou najmenších štvorcov,
  • výpočet kritického zosilnenia KkR a periódy kmitov uzavretého obvodu na hranici stability TkR,
  • výpočet proporcionálnej Kp, sumačnej Ki a diferenčnej Kd konštanty PID regulátora podľa modifikovanej Ziegler-Nicholsovej metódy,
  • výpočet riadiaceho zásahu
  • rotácia vektora údajov a zber nových údajov.
slide15

Príklady: Nech matematický model dynamického procesu je vyjadrený diferenčnou rovnicou druhého rádu:

kde

3.rád

CHRURO: