पीआईडी ​​कंट्रोल कैसे सीखें?


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मैं मुख्य रूप से तापमान के लिए पीआईडी ​​(आनुपातिक-इंटीग्रल-व्युत्पन्न) नियंत्रण सीखना चाहता हूं।

मैं एक आसान परियोजना के माध्यम से अधिमानतः सीखना चाहूंगा।

क्या आप कृपया कुछ ऐसा सुझा सकते हैं, जिसे सीखने में कुछ सप्ताह लगेंगे?

संपादित करें: मैं एक पानी की टंकी के तापमान को नियंत्रित करना चाहता हूं। हीटिंग एक रोकनेवाला द्वारा किया जाता है।


मैंने एक बुनियादी परियोजना प्राप्त करने की कोशिश की, जिससे कोई सीख सकता है, मुझे लगता है कि गणित भी दिलचस्प है। लोग इसमें अपना जीवन समर्पित करते हैं।
कोर्तुक

आप किस तापमान को नियंत्रित करना चाहते हैं?
जे। पोलर

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चूंकि आप गर्मी को दूर नहीं कर सकते हैं, इसलिए आपको यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि आपका सिस्टम अभी भी ठंडा होगा, जबकि एक छोटे से वर्तमान को लागू करने या आपके पीआईडी ​​में विनियमन समस्याएं हो सकती हैं। जब आप अपना प्रयोग करेंगे तो मैं संभवतः एक पंखा या बर्फ जोड़ूंगा। आप चाहते हैं कि जब आप पूर्ण हों और जब आप बंद हों तो नीचे जाएं। यदि यह मामला है तो प्रतिक्रिया आपके लिए विनियमित होगी।
रेक्स लोगन

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यह आवश्यक है कि पानी की टंकी के तापमान से निर्धारित होता है। अगर वह 80 सी चाहता है तो पर्यावरण अस्थायी पर्याप्त होगा, अगर वह 25 सी चाहता है तो उसके पास एक मुद्दा होगा। पीआईडी ​​जब ठीक से ट्यून किया जाता है, तो धीमी गति से नुकसान से निपटने में सक्षम होना चाहिए।
कोरटुक

जवाबों:


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तापमान को नियंत्रित करना (यह आपके माध्यम पर निर्भर करता है) बहुत कठिन नहीं है। जब मैंने शुरुआत की तो यह मेरा पहला प्रोजेक्ट था। मुझे क्षमा करें, अगर मैं उन चीजों को दोहराता हूं जो आप पहले से जानते हैं।

मुझे लगता है कि आपके पास पहले से ही सिस्टम को नियंत्रित करने का एक तरीका है (यानी, एक हीटर या कूलर इकाई), और सिस्टम से फीडबैक प्राप्त करने का एक तरीका (थर्मिस्टर या किसी तापमान सेंसर)। आपको एक पीआईडी ​​लूप लागू करने की आवश्यकता होगी, जो एक प्रकार का बंद लूप नियंत्रण है। नियंत्रण कमांड भेजने, फीडबैक पढ़ने और उस फीडबैक पर निर्णय लेने के लिए आपको वास्तव में थोड़ा सा सॉफ्टवेयर लिखने की जरूरत है।

मैं एक पीएचडी के बिना पीआईडी पढ़कर शुरू करता हूं । जब मैंने पहली बार विज्ञान के प्रयोग में तापमान को विनियमित किया था तो यह मेरे द्वारा उपयोग किया गया लेख है। यह कुछ आसान समझने वाली तस्वीरें प्रदान करता है, और अच्छा नमूना कोड (एक मूल लूप जिसे आप केवल 30 लाइनों को ट्विक कर सकते हैं) जो बताता है कि आपके 'प्लांट' को कैसे नियंत्रित किया जाए - इस मामले में, वह चीज जिसे आप तापमान को नियंत्रित करना चाहते हैं ।

पीआईडी ​​का सार - आनुपातिक-इंटीग्रल-डिफरेंशियल - नियंत्रण प्रणाली के तात्कालिक, अतीत और भविष्य के प्रदर्शन (क्रमशः) की भविष्यवाणी का उपयोग करना है, यह निर्धारित करने के लिए कि किसी निर्दिष्ट बिंदु पर पहुंचने के लिए किसी दिए गए बिंदु पर किसी सिस्टम को कैसे नियंत्रित किया जाए। कई मामलों में, आपको वांछित प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए एल्गोरिथ्म के लाभ कारकों को ट्यून करना होगा - आपको जल्दी से कितना तापमान बढ़ेगा, आप ओवरशूट से कैसे बचना चाहते हैं, आदि। आप यह भी पा सकते हैं कि आपको अंतर की आवश्यकता नहीं है या जहाँ आप होना चाहते हैं वहां भी अभिन्न नियंत्रण!


याद नहीं आ रहा था कि बिना पीएचडी के पीआईडी ​​का लिंक कहां गया। मैं इसके नाम के बारे में भूल गया था और मुझे याद नहीं था कि मैंने बहुत पहले क्या पढ़ा था। +1 सर।
कोरटुक

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एक पीएचडी के बिना पीआईडी ​​एक महान लेख है! हालाँकि, ठीक है, मेरे 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर को वह फ़्लोटिंग पॉइंट अंकगणित पसंद नहीं आया ..
abdullah kahraman

बस उत्कृष्ट! PID w / o PHD एकदम सही है। मेरे पास PHD है, लेकिन मैंने नियंत्रण सिद्धांत से दूर रहने की पूरी कोशिश की है :) साथ ही, मिनी लाइन फॉलोअर से प्यार करता हूँ।

@Bistromath कृपया उत्तर के रूप में "धन्यवाद" न जोड़ें। एक बार जब आपके पास पर्याप्त प्रतिष्ठा होगी, तो आप उन प्रश्नों और उत्तरों को वोट करने में सक्षम होंगे जो आपको मददगार लगे।
एम। क्लिन

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हाँ। एक थर्मिस्टर और एक अवरोधक प्राप्त करें। एक प्रतिरोध उठाओ जो एक शालीनता से बड़े धारा (> 100mA) को खींच सकता है।

उनके बीच थर्मल पेस्ट का उपयोग करें और उन्हें टेप के साथ एक साथ टेप करें। एडीसी के माध्यम से एक माइक्रोकंट्रोलर को थर्मिस्टर सर्किट हुक करें। रोकनेवाला को नियंत्रित करने और पीडब्लूएम के साथ इसे नियंत्रित करने के लिए एक ट्रांजिस्टर का उपयोग करें।

एक पीआईडी ​​विकसित करें जो आपको एक डायल के साथ अस्थायी नियंत्रण करने की अनुमति देता है और एक पीआईडी ​​बनाने का अभ्यास करता है जो तापमान का निरीक्षण करता है और रिंग करता है। इसे ओवर-डिप करें और अस्थायी तक पहुंचने के लिए हमेशा के लिए ले जाएं, और इसे गंभीर रूप से भीगने की कोशिश करें और अधिकतम गति से टेम्प तक पहुंचें।

मुझे बताएं कि क्या अधिक विस्तार से मदद मिलेगी।

आपके द्वारा यह किए जाने के बाद उनके तापीय चालकता को कम किया जाता है, एक ऐसा चरण जोड़ने का प्रयास करें जो तापमान प्रसार में देरी करेगा और इसे अच्छी तरह से नियंत्रित करने के लिए प्राप्त करने का प्रयास करेगा।

यह एक एलईडी और एक फोटो-ट्रांजिस्टर के साथ भी किया जा सकता है।


पीआईडी ​​लूप्स के व्यवहार के तरीके को लटकाने की कोशिश करने के लिए ये अच्छे सुझाव हैं।
जे। पोलर

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स्पष्ट तापमान नियंत्रण अनुप्रयोग के अलावा, यहां एक सुंदर परियोजना है जिसे पीआईडी ​​नियंत्रण की आवश्यकता है। अपने आप को एक पंक्ति-निम्नलिखित बॉट बनाएं: http://elm-chan.org/works/ltc/report.html



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पहले से ही अच्छी प्रतिक्रिया के लायक मेरे 2 सेंट जोड़ना।

तापमान नियंत्रण के लिए पीआईडी ​​के व्यावहारिक उपयोग में अक्सर गैर-रैखिक व्यवहार होते हैं यदि अस्थायी त्रुटि का पता लगाना सीमित है (सेशन amp सैचुरेट आउटपुट) और तापमान को नियंत्रित करने के लिए उपलब्ध शक्ति निर्धारित है।

ऑन-ऑफ कंट्रोलर पर विचार करें। सिस्टम में उस समय से विलंबता होगी जब गर्मी लागू होती है और तापमान में बदलाव का पता चलता है। जो कोई पीआईडी ​​लूप नहीं है, यह विलंबता एक अस्थिर लूप दोलन बनाता है और यदि कोई हिस्टेरेसिस है, तो शोर के साथ बिजली चक्र (ऑन-ऑफ-ऑन) हालांकि एक बहुत ही उच्च लाभ (जैसे कि एक तुलनित्र) एक छोटे अवशिष्ट तापमान त्रुटि के परिणामस्वरूप होता है। विलंबता चक्र समय और ओवरशूट को प्रभावित करती है।

यदि एक बाहरी गड़बड़ी थी जैसे कि टैंक लैंप जो महत्वपूर्ण गर्मी जोड़ सकता है, तो हीटर नियामक को जवाब देना चाहिए जैसे ही दीपक गर्मी से तापमान वृद्धि का पता चलता है। यदि आपका लैंप स्वाथ PID लूप का हिस्सा नहीं है, तो यह प्रभाव (व्युत्पन्न प्रतिक्रिया हासिल) को "अनुमानित" नहीं कर सकता है, यदि लैंप बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करता है, तो तापमान को विनियमित नहीं किया जा सकता है और यह सेटपॉइंट से अधिक होगा।

पीआईडी ​​नियंत्रण के साथ आपके ताप नियंत्रण में लैम्प स्विच राज्य और आउटपुट नियंत्रण के लिए एक इनॉप्ट हो सकता है जो प्रकाश शक्ति को गर्मी के द्वितीयक स्रोत के रूप में नियंत्रित करता है, फिर से बहुत अधिक होने पर।

पूर्ण नियंत्रण त्रुटि के लिए अपनी आवश्यकताओं को परिभाषित करना,% ओवरशूट और प्रतिक्रिया समय आपके पीआईडी ​​लूप को अनुकूलित करने के लिए आवश्यक कुछ डिज़ाइन इनपुट हैं। समान रूप से महत्वपूर्ण आपके सिस्टम की गड़बड़ी को परिभाषित कर रहा है और इनपुट और आउटपुट के लिए आपके नियंत्रण प्रणाली में उन्हें शामिल करता है। जैसे। दीपक गर्मी की शक्ति और सेंसर की पसंद और स्थान।

अनुभव के अलावा।

वॉटर हीटर का उपयोग करने का मेरा पहला अनुभव 70 के दशक के जल-बेड युग के दौरान था जब मैं एक छात्र था, मैंने थर्मामीटर, नियंत्रण सर्किट और हीटर के लिए एक शून्य-क्रॉसिंग ट्राईक स्विच का उपयोग करके अपना स्वयं का अस्थायी नियंत्रक बनाया। मैंने तुलनित्र नियंत्रण के साथ शुरुआत की और बिस्तर में कूदने से एक असामान्य प्रतिक्रिया मिली। तो मैंने आनुपातिक शोर का उपयोग करते हुए सेंसर पर अनफ़िल्टर्ड शोर का उपयोग करके मुझे आनुपातिक "लापता चक्र" देने के लिए जोड़ा, जब जेडसीएस triac सीमा के पास था। मैं 0.1'C के भीतर तापमान को नियंत्रित कर सकता था। प्रतिक्रिया नरम थी लेकिन परिणाम समान था।

मैंने पाया कि सबसे बड़ी त्रुटि स्थान पर थी और सेंसर पर पानी के दबाव में छोटे बदलाव। (तब मैं छोटा था, केवल १ ,५ पाउंड लेकिन २००० पौंड के पानी के बिस्तर पर <१०% पानी के दबाव में परिवर्तन छोटा था)

सेंसर और वॉटरबेड के बीच थर्मल प्रतिरोध ने सेंसर के खिलाफ पानी के दबाव के आधार पर एक छोटी ऑफसेट त्रुटि पैदा की। आपके पानी के टैंक परिदृश्य में, सेंसर की त्रुटि टैंक के आकार और सेंसर और हीटर या सेंसर के बीच की दूरी और पानी की ऊपरी सतह या सेंसर और हीटर के बीच पानी के प्रवाह या बुलबुले के प्रभाव से प्रभावित हो सकती है।

मेरे मामले में जब भी मैं बिस्तर में कूदता था तो थर्मल प्रतिरोध अतिरिक्त दबाव से थोड़ा कम हो जाता था और बिजली की रोशनी एक या दो मिनट के लिए मंद हो जाती थी जब तक कि तापमान एक डिग्री का दसवां गिरा या अतिरिक्त वजन और दबाव के स्पष्ट तापमान में वृद्धि से मेल नहीं खाता थर्मोस्टेट के खिलाफ पानी पिलाया।

(सबक सीखा। नियंत्रण प्रणाली त्रुटि पर गड़बड़ी के स्रोतों और उनके प्रभावों की उपेक्षा न करें)

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