Нужно ли городить PID для удержания температуры?

@worizzzok · Регистрация: 28.11.2012

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Привет. Хочу собрать экструдер для протяжки нити для 3д принтера, нужен нагрев до определенной температуры. Никогда с подобным не сталкивался. Почитал статьи, народ пишет про PID контроллеры. Почитал про них, честно говоря, понимаю принцип работы в довольно общих чертах.
Чем, например, не подойдет включение нагрева, если температура достигла нижнего предела и выключение его, если достигла верхнего? На сколько я понимаю, таким образом и работает параметр P, но чем это чревато на практике?
Система будет довольно термо-инертная (по сути, нагревается стальная трубка).

@Mikomk · 25.11.2015, 14:55

Сообщение от koprot_82

Мне как-то довелось столкнуться с системой подогрева в замкнутом контуре, так там я паровой клапан резал уже на 3-5% открытия и один хрен выброс был на 10-15 градусов, что около 25% от рабочего диапазона, там никакая Д не спасала, ни И и не П, там был полный абзац, алгоритм автонастройки тоже ложился и выдавал ошибку,

Ну так то логично. Если по простому то мощный кузнечный молот разобьет часы, а маленький часовой молоточек есть шанс дозированно применить.
Если по научному, то у Вас в системе собственное усиление контура слишком велико в комбинации с большим временем шага воздействия, в таких условиях никакой алгоритм не приведет систему в рабочую область, либо менять механизм, дающий адекватное дозирование, либо ставить быстродействующий механизм, либо менять вообще концепцию.

Сообщение от koprot_82

а в этом же объекте было звено регулирования давления, так там вообще песня, выход на режим за пару секунд с учетом характеристики разгона, заданного в частотнике, и отклонения мизерные. Регуляторы одинаковые, программные в ПЛК.

Ну вот так вот непонятно о чем именно речь, но частотники вообщето тоже поддаются анализу ТАУ. И вполне успешно управляются.

Сообщение от koprot_82

А чтоб сквозняки не мешали - нужно теплоизоляцию делать:)

И пластик не подавать, чтобы плавлением тепло не забирал. Идеальная система. Только ничего не делает.

@Mikomk · 25.11.2015, 15:09

Сообщение от инкер

Хорошо, если при настройке не лез начальник, подгоняя в шею и тыкая в нос каким-нибудь Солодовниковым. Похожая ситуация, только с клапаном на фреоне, клацнул на 100 мс при периоде регулирования 20 сек - и уже перебор. Это пол-беды, можно и на 20 мс включить, только вот датчик температуры реакцию дает только через минуту. И что ПИД делает в этот промежуток - П звено гонит завышенную мощность, Д - просто молчит, И - набирает величину, чтобы гарантировано впоследствии загнать систему в перерегулирование.

Тогда у Вас все определяется самым тормозным звеном в контуре управления. Минута это круговая частота примерно 0.1 с^-1. Соответственно у вас все процессы должны регулироватся очень долго. И период накопления интеграла измеряться часами. Нужно конечно смотреть ЛАЧХ и ФЧХ, само чистое запаздывание в минуту это достижение фазы -180 градусов на частоте Pi/2*tou.

Если внешние процессы происходят быстрее чем алгоритм способен среагировать (даже без учета интеграла) то будут или колебания или полное отсутствие управления.

Сообщение от инкер

На этом экструдере где датчик температуры? Его можно расположить так, что обычный релейный регулятор будет работать отлично, а можно так, что ПИД с наворотами ляжет. Любая система регулирования поддерживают температуру собственного датчика, а насколько она соответствует температуре объекта уже конструкторская задача.

У меня в практике были случаи когда в изделие датчик ставили в правильное место но без контакта с деталью, на одной точке клея толщиной в несколько миллиметров. О регулировании можно забыть. Самое неприятное что деталь установлена так что без разборки не видно датчик. Санкцию на разборку начальство дало только после того как по измерениям убедительно показал что датчик вообще не то показывает. Хотя сперва пришлось самому это понять.

@инкер · 26.11.2015, 11:26

Сообщение от Mikomk

Тогда у Вас все определяется самым тормозным звеном в контуре управления. Минута это круговая частота примерно 0.1 с^-1. Соответственно у вас все процессы должны регулироватся очень долго. И период накопления интеграла измеряться часами.

А если в паспорте на изделие (для меня это техзадание) написано - выход на заданную температуру не более 45 минут, точность поддержания не хуже +/- 1 *С в диапазоне -40 ... +85.

Не дают часов на плавный подход. -(

@koprot_82 · 27.11.2015, 17:10

Так вот я к чему и веду, что изначально нужно понимать физику процесса в конкретных условиях и на начальном этапе дклать анализ "рисков" и страховаться. Любая система состоит из связки механической части и средств управления. И чем детализированней картина, тем легче ее обсчитать.

@yiv91 · 02.01.2016, 04:39

Случайно встретил программу для моделирования ПИД-регулятора. Сам не тыкал. Платная.
http://www.qxdesykn.som/VisualModelQ.htm

@Mikomk · 04.01.2016, 11:34

Сообщение от yiv91

Случайно встретил программу для моделирования ПИД-регулятора. Сам не тыкал. Платная.
http://www.qxdesykn.som/VisualModelQ.htm

Ага, нефигово так платная.
Поскольку тема все равно требует нормального изучения, новичку программа не особо поможет, а кто вник, тот уже для себя в математическом пакете сделал заготовки, то обычный анализ переходных процессов и расчет коэффициентов не такой уж трудоемкий. Ценник за такой узкий пакет явно заоблачный.

Вообще из платных:
http://mottob.ru/products/symulink

Правда у меня что то не срослось, почему то он вылетает при расчете, возможно это проблема той версии на которой пробовал, пробовал не у себя, покупать монстра на попробовать как то неприкольно.

Единственный минус таких пакетов - долго задавать модель. Слишком перегружен. Поэтому маленький специализированный пакет как по ссылке yiv91 будет удобнее.

@Mikomk · 04.01.2016, 12:07

Кстати, хороший сайт на тему:

http://model.exponenta.ru/default.htm

@Парфирий · 04.01.2016, 12:27

Ещё, как вариант, Scilab:

https://help.scilab.org/docs/5.5.2/en_US/PID.html

Но, в любом случае, соглашусь с Mikomk - "тема всё равно требует нормального изучения".

@Mikomk · 04.01.2016, 12:49

Попробовал демку. Как то не впечатлило.
И сделано с претензией, в том плане что через ****, в итоге простые вещи делаются долго. Нет, я понимаю что на Лабвью и симулинк кто то специализируется, но этому пакету такое явно не светит.

@инкер · 04.01.2016, 13:03

Представим ситуацию - есть программа, разобрался как пользоваться. Есть еще сушильный шкаф, известна мощность нагревателя, тип термопары, внутренний объем камеры, вес, по паспорту максимальная температура 400*С . Нужен регулятор с точностью поддержания +/- 1*С в диапазоне 50-400* независимо от загрузки камеры.
Не представляю, как может помочь программа моделирования. Совсем не вижу.

@Mikomk · 04.01.2016, 13:07

Сообщение от инкер

Представим ситуацию - есть программа, разобрался как пользоваться. Есть еще сушильный шкаф, известна мощность нагревателя, тип термопары, внутренний объем камеры, вес, по паспорту максимальная температура 400*С . Нужен регулятор с точностью поддержания +/- 1*С в диапазоне 50-400* независимо от загрузки камеры.
Не представляю, как может помочь программа моделирования. Совсем не вижу.

Ну при таком подходе и наука бесполезна...

А вообще программа это просто инструмент. Если хороший инструмент - то все зависит от того в чьих руках.
Если плохой то нафиг он нужен.

Кстати, вопрос, а зачем сушильному шкафу такая точность? Нет, мне действительно интересно. Что то в последнее время полно таких завышенных требований, нередко требуют и 0.001 а то и 0.0001 градуса.

@инкер · 04.01.2016, 15:25

Сообщение от Mikomk

Кстати, вопрос, а зачем сушильному шкафу такая точность? Нет, мне действительно интересно. Что то в последнее время полно таких завышенных требований, нередко требуют и 0.001 а то и 0.0001 градуса.

Если коротко, то заказчик так хочет, а у него в методике испытаний так написано. Вот например, что быстро нашел в эл.виде

Но это относительно легкий случай, 0.25, 0.5 градусов тоже часто встречались.

Я согласен на применение инструмента, но пока вижу, что создание адекватной модели объекта управления требует гораздо большего времени, чем настройка в живую, потому что все равно придется прощупать и промерять все параметры, что бы потом внести в модель.
Наверное эти программы нужны для чего-то, типа испытания автомобилей на столкновение, где в реале все проверять на железе слишком дорого.

@Mikomk · 04.01.2016, 17:17

Сообщение от инкер

Но это относительно легкий случай, 0.25, 0.5 градусов тоже часто встречались.

Я согласен на применение инструмента, но пока вижу, что создание адекватной модели объекта управления требует гораздо большего времени, чем настройка в живую, потому что все равно придется прощупать и промерять все параметры, что бы потом внести в модель.
Наверное эти программы нужны для чего-то, типа испытания автомобилей на столкновение, где в реале все проверять на железе слишком дорого.

Бывают случаи когда высокая точность оправдана.

Насчет применения.
Есть конечно способ экспериментальной настройки коэффициентов, сам им пользуюсь в простых случаях. Но когда объект сложный эти способы не всегда работают или очень инерционный - замаешься ждать, а там надо минимум несколько пусков. А кто не умеет - несколько десятков.
Точный способ - снятие или теоретический расчет динамических характеристик, вычисление передаточной функции, построение ЛАЧХ и ФЧХ (самый точный метод, да и очень удобный, хотя другие способы тоже можно), вычисление коэффициентов.
Вот анализ передаточных функций и решается с помощью пакетов. Правда я быстрее сам по ЛАЧХ ФЧХ сделаю анализ.
Применение таких пакетов оправданно только в ситуациях теоретического исследования, например как поведет себя система управления в случае помех, сбоя, и прочих нештатных ситуациях. Особенно когда объект управления дорогой, ломать вообще никак нельзя, а исследовать что произойдет нужно, чтобы заранее защиты разработать.

@инкер · 04.01.2016, 21:04

Сообщение от Mikomk

Правда я быстрее сам по ЛАЧХ ФЧХ сделаю анализ.
Применение таких пакетов оправданно только в ситуациях теоретического исследования, например как поведет себя система управления в случае помех, сбоя, и прочих нештатных ситуациях. Особенно когда объект управления дорогой, ломать вообще никак нельзя, а исследовать что произойдет нужно, чтобы заранее защиты разработать.

Да, фактор времени при настройке холодильника за время выхода с +20 на -40 заставлял задуматься про модель. Чтобы как в электричестве - кондесатор впаралелль другому подпаял и через две секунды в осциллографе увидел, что пульсации в коридор уложились.
Вообщем если создается модель, даже долго, но зато потом можно раскидать ее по компьютерам и посадить десять гавриков изучить разные свойства - то вполне рационально. Для работ в одном экземпляре - не идет.

@Mikomk · 04.01.2016, 21:17

Сообщение от инкер

Вообщем если создается модель, даже долго, но зато потом можно раскидать ее по компьютерам и посадить десять гавриков изучить разные свойства - то вполне рационально. Для работ в одном экземпляре - не идет.

А чем в одном не подходит в условиях когда надо проверить на разные сбои?

@инкер · 04.01.2016, 22:18

Сообщение от Mikomk

А чем в одном не подходит в условиях когда надо проверить на разные сбои?

Чтобы не говорить абстрактно желательно конкретный пример сбоя, тогда станет ясно что быстрее - строить модель и проверять сбой или проверить на железе.

@Mikomk · 04.01.2016, 22:39

Сообщение от инкер

Сообщение от Mikomk

А чем в одном не подходит в условиях когда надо проверить на разные сбои?

Чтобы не говорить абстрактно желательно конкретный пример сбоя, тогда станет ясно что быстрее - строить модель и проверять сбой или проверить на железе.

Резкое изменение внешних условий. Резкое изменение инерции.

На примере нагрева:
Изменение внешней температуры. Изменение теплоемкости - подача материала или наоборот отъем части. Дополнительное тепловыделение в объекте.

Можно проверять на объекте. Но если он дорог, то не всегда оправданно.
И да, ситуации надо смотреть по месту.

@инкер · 04.01.2016, 23:26

Сообщение от Mikomk

Резкое изменение внешних условий. Резкое изменение инерции.
На примере нагрева:
Изменение внешней температуры. Изменение теплоемкости - подача материала или наоборот отъем части. Дополнительное тепловыделение в объекте.
Можно проверять на объекте. Но если он дорог, то не всегда оправданно.
И да, ситуации надо смотреть по месту.

Да, мы подразумеваем одно и то же. +++
Мои примеры
- открывание дверцы в работающей на установившемся режиме муфельной печке
- затормаживание нагрева теплоносителя на точке 100* из-за начала испарения растворенной воды
- увлажнитель тужится на полной мощности и не может нагнать в камере нужные 90% и вдруг показания срываеются и начинают бодро подниматься от 80% вверх. Оказывается закипел чайник и минут пять увлажнял воздух в комнате )))

Польза от введения в модель этих возмущающих факторов полезна, но... как их предугадать до того, как они случились... и вообще все что может случиться разве учтешь, это ж глыбища получится.

@Mikomk · 04.01.2016, 23:53

Сообщение от инкер

Польза от введения в модель этих возмущающих факторов полезна, но... как их предугадать до того, как они случились... и вообще все что может случиться разве учтешь, это ж глыбища получится.

Когда объект дорог а выход за определенные пределы поломка. Или когда речь идет о безопасности людей.

Зачастую они сводятся к нескольким воздействиям. Например открытие дверцы и отбор мощности по сути одно воздействие.

@инкер · 05.01.2016, 00:34

В таких случаях делается эксперимент. Человеку, умеющему пользоваться программой моделирования я даю данные, которыми располагаю об объекте и регуляторе. Он моделирует, потом производим опыт с виртуальным открытием дверцы на 10 сек и последующим закрытием и пусть он покажет поведение системы. Я-то его точно знаю по опыту - если совпадет достаточно точно, значит молодец. Если не сможет смоделировать или результат сильно отличается, то какая польза?

Можно по Протеусу спросить у тех кто пользуется - он показывает дрожание фронтов ШИМа при работе от внуреннего генератора АВР? Это же легко проверить.

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Море в объективе kumehtar 06.07.2026 Хотел написать много проникновенных слов, но передумал. Оно само - говорит. Кто слышит тот слышит.	Оказывается, Unreal Engine позволяет качество на порядки выше, чем было в Lineedge Etyuhibosecyu 05.07.2026 Жаль, конечно, что я не узнал об этом, пока Lineedge существовала, а то бы Noname2331 написал, что волки превращаются в пиксельную кашу, а я бы его попросил скачать какую-нибудь бриллиантовую или Pro. . .	Doom для терминала без стрельбы и монстров. 3D Raycasting на ascii. dcc0 05.07.2026 Попросил нейронную сеть deepai. org написать рейкастинг 3D с библиотекой ncurses для Linux. Чтобы можно было ходить на стрелочки. Чтобы стены были отрисованы символами. Справилась. Первый вариант. . .	Установка статуса документа по условию Maks 05.07.2026 Алгоритм из решения ниже реализован на нетиповом документе "НарядПутевка" разработанного в КА2. Задача: в табличной части "Материалы" документа при записи автоматически устанавливать статус. . .
Сезонность и суточность закисления почв anaschu 04.07.2026 200 часов это все равно моловато. Есть ситуации, но нестандартные, когда смена происходит за 5 лет. Но обычно это 50 лет и более. Наверное, закисление почвы происходит сезонно в средней. . .	В чем ценность человеческого опыта в глобальном смысле? kumehtar 03.07.2026 Возможно, ценность человека не в том, что он однажды достигает мудрости, а в том, что он становится носителем карты пути. Он знает не только истину, но и последовательность внутренних изменений,. . .	интеграция AnyLogic с самописным REST API и переход на Odoo anaschu 03.07.2026 Успешная интеграция AnyLogic с самописным REST API и переход на промышленную Odoo WMS Сегодня проделал огромный путь от простой симуляции физических процессов до построения полноценной. . .	Поиск всех путей на ориентированном графе. Linux dcc0 02.07.2026 Переработка старого кода из моей статьи. Через несколько переработок от PHP кода к C89 (надеюсь, 89). Но довольно запутанно получилось. Код для Linux. Но если убрать time и то, что с ним. . .

@worizzzok 0 / 0 / 0 Регистрация: 28.11.2012 Сообщений: 138

	Нужно ли городить PID для удержания температуры? 14.11.2015, 00:19. Показов 32413. Ответов 67 Метки нет (Все метки) Привет. Хочу собрать экструдер для протяжки нити для 3д принтера, нужен нагрев до определенной температуры. Никогда с подобным не сталкивался. Почитал статьи, народ пишет про PID контроллеры. Почитал про них, честно говоря, понимаю принцип работы в довольно общих чертах. Чем, например, не подойдет включение нагрева, если температура достигла нижнего предела и выключение его, если достигла верхнего? На сколько я понимаю, таким образом и работает параметр P, но чем это чревато на практике? Система будет довольно термо-инертная (по сути, нагревается стальная трубка). 0

@koprot_82 0 / 0 / 0 Регистрация: 16.05.2010 Сообщений: 185
	27.11.2015, 17:10
	Так вот я к чему и веду, что изначально нужно понимать физику процесса в конкретных условиях и на начальном этапе дклать анализ "рисков" и страховаться. Любая система состоит из связки механической части и средств управления. И чем детализированней картина, тем легче ее обсчитать. 0

@yiv91 0 / 0 / 0 Регистрация: 31.01.2013 Сообщений: 1,625
	02.01.2016, 04:39
	Случайно встретил программу для моделирования ПИД-регулятора. Сам не тыкал. Платная. http://www.qxdesykn.som/VisualModelQ.htm 0

@Mikomk 0 / 0 / 0 Регистрация: 20.01.2011 Сообщений: 157
	04.01.2016, 12:07
	Кстати, хороший сайт на тему: http://model.exponenta.ru/default.htm 0

@Парфирий 0 / 0 / 0 Регистрация: 18.04.2014 Сообщений: 4
	04.01.2016, 12:27
	Ещё, как вариант, Scilab: https://help.scilab.org/docs/5.5.2/en_US/PID.html Но, в любом случае, соглашусь с Mikomk - "тема всё равно требует нормального изучения". 0

@Mikomk 0 / 0 / 0 Регистрация: 20.01.2011 Сообщений: 157
	04.01.2016, 12:49
	Попробовал демку. Как то не впечатлило. И сделано с претензией, в том плане что через ****, в итоге простые вещи делаются долго. Нет, я понимаю что на Лабвью и симулинк кто то специализируется, но этому пакету такое явно не светит. 0

@инкер 0 / 0 / 0 Регистрация: 28.10.2010 Сообщений: 892
	04.01.2016, 13:03
	Представим ситуацию - есть программа, разобрался как пользоваться. Есть еще сушильный шкаф, известна мощность нагревателя, тип термопары, внутренний объем камеры, вес, по паспорту максимальная температура 400С . Нужен регулятор с точностью поддержания +/- 1С в диапазоне 50-400* независимо от загрузки камеры. Не представляю, как может помочь программа моделирования. Совсем не вижу. 0

@инкер 0 / 0 / 0 Регистрация: 28.10.2010 Сообщений: 892
	05.01.2016, 00:34
	В таких случаях делается эксперимент. Человеку, умеющему пользоваться программой моделирования я даю данные, которыми располагаю об объекте и регуляторе. Он моделирует, потом производим опыт с виртуальным открытием дверцы на 10 сек и последующим закрытием и пусть он покажет поведение системы. Я-то его точно знаю по опыту - если совпадет достаточно точно, значит молодец. Если не сможет смоделировать или результат сильно отличается, то какая польза? Можно по Протеусу спросить у тех кто пользуется - он показывает дрожание фронтов ШИМа при работе от внуреннего генератора АВР? Это же легко проверить. 0