Sztuczki do kontrolowania procesu o charakterystyce logarytmicznej powyżej 20 rzędów wielkości


2

Buduję maszynę, która działa na ponad 20 rzędach wielkości z logarytmicznymi właściwościami procesu. Próbowałem zwykłego PID, a także różnego rodzaju PID i nie uzyskałem dobrych wyników. Jakie mam inne alternatywy dla PID?

Zaczynam od 21% tlenu w zamkniętym naczyniu (w wysokiej temperaturze) i wypompowuję go jon po jonie do log10 (pO2) = - 20 pierwotnej ilości. Mam na to dość czujnika, pompy i zasilacza. Ta część działa doskonale, jeśli ustawię ręcznie prądy pompy lub opiekę nad dzieckiem. Aby zwiększyć stężenie, po prostu obniżam prąd pompy, a przeciek dba o dodanie tlenu.

Ale jak widzisz, w kontekście próby zautomatyzowania sterowania za pomocą PID, to, co działa dobrze w jednym regionie, jest całkowicie nieodpowiednie w innym regionie. Nie pomaga to, że pełna pętla pomiarów zajmuje około 10 sekund.

Ograniczyłem prąd używany do 500mA, aw najgorszych warunkach prąd potrzebny do poradzenia sobie z upływem wynosi 700µA, więc zakres prądu nie jest tak duży. Nie ma również zakresu napięcia czujnika, który wynosi około 100 mV do -1 V.

Może mógłbym kontrolować napięcie pompy zamiast prądu pompy. Bieżące wyniki bezpośrednio do zmiany ilości tlenu (która jest logarytmiczna). Rezystancja pompy zależy od temperatury, a przede wszystkim od gradientu tlenu, i dałaby znacznie bardziej liniową i automatycznie regulowaną odpowiedź.


20 rzędów wielkości? Nie znam żadnej możliwej technologii mechanicznej, która mogłaby na przykład otwierać i zamykać zestaw styków przekaźnika lub zaworu gazowego wystarczająco szybko, aby pokryć ten zakres dynamiki. Czy rzeczywiście zbudowałeś tę maszynę, czy właśnie ją w tym momencie zamodelowałeś?
— niels nielsen

3
20 rzędów wielkości oznacza, że ​​różnica między 1,00000000000000000000 a 1,00000000000000000001 jest znacząca dla twojego procesu. Trudno jest zrozumieć, o jakim procesie mówisz. Przeprowadziłem dość dokładne pomiary, ale nigdy nawet nie marzyłem o przekroczeniu około 6 rzędów wielkości, a większość typowych zastosowań inżynierskich nie wykracza poza 3. Czy możesz podać więcej szczegółów na temat swojej aplikacji?
— Daniel Kiracofe

Czy potrafisz stworzyć pętlę regulacyjną, która dostosowuje stałe PID zgodnie z jedną z mierzonych zmiennych, utrzymując w ten sposób pętlę w pobliżu krytycznie tłumionego w całym zakresie?
— Jonathan R Swift

Próbuję kontrolować ID, gdzie jestem ograniczony. Znam w przybliżeniu maksymalny wymagany prąd na warunki i staram się odrzucić nadmiarową integralną część na podstawie tego maksimum.
— Doege

Twój system najprawdopodobniej będzie nieliniowy, więc prawdopodobnie będziesz musiał zastosować jakiś adaptacyjny lub nieliniowy kontroler. Czy masz dość dokładny model swojego systemu?
— Fibonatic

Odpowiedzi:


0

Alternatywą dla PID jest Model Predictive Control (MPC) [1] , [2] , [3] , [4] .

Ponieważ twój system jest wysoce nieliniowy, poleciłbym użycie NMPC) [5] , [6] , [7] .

Model kontrolera predykcyjnego, przewiduje przyszłą dynamikę systemu i podejmuje działania przed ręką. Ten kontroler wykonuje optymalizację online przy każdym czasie próbkowania i obsługuje jawnie ograniczenia systemu.


Tak się składa, że ​​masz [2] jako PDF, widząc, że jesteś jednym z autorów?
— Doege

@Doege, czy mógłbyś poprosić o pełny tekst tutaj ?
— Arash
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.