Cómo sintonizar un controlador PID de un proceso no lineal?
No. Usted alinear el proceso, luego de tener el controlador PID de trabajo en el lineal de los valores.
Por "alinear el proceso", no me refiero a hacer el mismo proceso lineal. Que normalmente no se puede hacer debido a la física. Sin embargo, usted puede poner algo no-lineal entre la salida del controlador PID y el proceso de entrada de manera que el PID de salida linealmente controla el proceso del controlador PID del punto de vista.
Tal linearizer no necesita ser muy preciso, ya que es en el interior del bucle de retroalimentación. Su propósito es dar la apariencia de aproximadamente constante de ganancia a través del control de rango dinámico. Una simple y de manera general es una pieza de sabios lineal basada en la mesa de la función. 16 o 32 segmentos es más que suficiente para cualquier cosa pero muy altamente no-lineal de los procesos.
El peor ejemplo que me he encontrado fue el control de la corriente a través de un tubo de electrones cambiando la forma en que duro el filamento del cátodo fue impulsado. La función de cátodo de la temperatura de la corriente del haz de electrones es altamente no-lineal, y el sistema de control de la cátodo filamento de la actual era de alguna forma no-lineal. En este caso era demasiado difícil predecir todo este lío, así que he usado un procedimiento de calibración durante la producción, que guiaba a través de los filamentos de la unidad de los valores de control, medida de la corriente del haz para cada uno, entonces se calcula un 32 segmento de la tabla de búsqueda de eso. Funcionó muy bien, y hemos sido capaces de ajustar la corriente del haz controlador PID para una buena respuesta en toda la gama.
Sin alinear la función en la parte delantera del proceso, tienes que sintonizar el controlador PID para la estabilidad en el mayor incremento punto del proceso. Esto luego se traduce en muy amortiguado comportamiento en otros puntos.
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Nada en su actualizado pregunta dice nada acerca de por qué el método anterior no es una buena idea y aplicable. Usted dice que usted está usando un controlador analógico. Mi primera reacción es "La década de 1980 se ha ido hace tiempo, no hagas eso." Sin embargo, el controlador PID y planta linearizer puede ser independiente.
Al parecer, la planta de entrada de alimentación y salida es la temperatura. Medir el típico estado estacionario de la temperatura en un rango de niveles de potencia. De que se puede calcular la función que convierte linealizado "poder" a la actual planta de potencia de entrada. El controlador PID analógico es de suponer que poner una tensión proporcional a la potencia. Todo lo que tienes que hacer es insertar un cuadro negro en la línea de tensión que hace la medida lineal de la potencia actual nivel de traducción.
Normalmente te gustaría hacer esto con un microcontrolador que tiene un built-in A/D. Haciendo esta búsqueda de la tabla y la interpolación lineal entre los puntos es trivial. Luego se envía el resultado de una manera que eventualmente se convierte a un voltaje. Ya que la planta es lento en comparación con un microcontrolador, esto podría ser tan fácil como el filtrado y almacenamiento en búfer de una salida PWM. O usted podría conducir un D/a, directamente, a pesar de que no suena como es necesario en este caso.
En consonancia con la década de 1980, el tema de su controlador, se puede hacer esto con un A/D, la memoria, y D/A para que toque retro.
En cualquier caso, el controlador PID es ahora de manera efectiva el control lineal de la planta en la medida de lo sabe, y la optimización para el buen desempeño debe ser posible.
Haciendo un modelo lineal por tramos de transformación en la planta de entrada en un solo lugar es más fácil de ajustar 3 valores dentro del controlador PID sobre el rango de salida. El último es un parche, mientras el primero se aborda el problema directamente. También es mucho más fácil medir los datos para alinear la función de determinar el P, I y D de ganancias en varios puntos. Incluso si usted hizo, usted todavía tiene problemas transitorios, ya que el derecho logros no son de aplicación inmediata a la situación. De nuevo "la ganancia de programación" es un parche.
