ПИД-регулятор нагревателя -как сделать ???

[Alexeus]

Собственно нужно держать температуру нагрева как можно точнее, ровнее. Хотелось бы сделать ПИД регулятор. Почитал про принцип действия, но как организовать на мк и настроить его- пока мыслей нет. Может кто уже делал или знает как- подскажите пожалуйста. (мк типа МЕГА8)

Есть термопара с платой усилителя сигнала. мк АЦП можно захватывать значение входа усилителя термопары, а вот что далее, как это значение в какие формулы пихать, да еще и коэффициенты применять...

поделитесь дельными предложениями, ссылками...
(готовые решения что то дороги очень 3500-6500руб.)

[Furius]

Я не буду сильно оригинальным, но предложу http://ru.wikipedia.org/wiki/PID

[ChipKiller]

нужно держать температуру нагрева как можно точнее, ровнее. Хотелось бы сделать ПИД регулятор.

... до конца не знаю задачу, но скорее всего достаточно ПИ-регулятора. Диф.-составляющая влияет на скоростные характеристики, а раз нагреватели инерционны, то можно без нее.

[Alexeus]

я тоже думаю нафига дифференциальная составляющая- может она и не нужна вовсе?
скажем так -задача регулировать нагреватели ИК станции. Нижний- просто держать температуру уставки, верхний -программный, поход по нескольким температурам (термопрофиль).

Интересует, конечно, если кто уже сам делал. Поделитесь практической реализацией, кода, схемотехники, алгоритм...
(понятно, что управление симистором через оптопару с детектором перехода через ноль, а как мк сигнал на оптопару формирует- шим? как связать шим с расчетом ПИ, как применить коэффициенты и расчитать их значение...)

[Сэр Мурр]

Можно обойтись без ПИД. Нагревайте на полной мощности до уровня, например, 80% от заданного. Затем перейдите на половинный уровень мощности (или несколько другой). За несколько таких проходов подберёте нужные коэффициенты мощности.
Правда, этот способ больше подходит для нагревателей с большой тепловой инерцией.

[maglev]

Если использовать ПИД, то примерно так:
in - входная переменная, out - выход, setpoint - уставка, max_error - предел интегрирования.

Код:

  error = in - setpoint;
 
  velocity = error - error_1;
  error_1 = error;
 
  sum_error += error;
  if (sum_error > max_error)
    sum_error = max_error;
  else
    if (sum_error < -max_error)
      sum_error = -max_error;
 
  out = 
    Kp * error +
    Ki * sum_error +
    Kd * velocity;


Смысл коэффициентов в том, что без П работать не будет вовсе. Без И будет отлично, только возможно постоянное смещение. Без Д будут колебания в районе уставки, придется снизить П и сильно растянуть по времени выход на температуру.

Настраивать можно по-всякому, проще всего И=0, Д=0, поднимаем П до возникновения колебаний. Поднимаем Д до исчезновения колебаний. Поднимаем И до исчезновения смещения.

Далее, управление нагрузкой: можно коммутировать целые периоды сети по Брезенхему, а можно фазовый регулятор. ШИМ не нужен. Это если питание от 50Гц.

[ChipKiller]

Если использовать ПИД, то примерно так:

... ну "на пальцах" лучше не объяснишь... Стоит, наверное, еще добавить о периоде квантования - при больших значениях, ухудшается реакция регулятора, а при малых - возрастает нагрузка на МК и появляются шумы.

[Alexeus]

Далее, управление нагрузкой: можно коммутировать целые периоды сети по Брезенхему, а можно фазовый регулятор. ШИМ не нужен. Это если питание от 50Гц.

Спасибо большое за ответы, а можно по подробнее как управлять нагрузкой?

Планирую использовать оптопару с детектором нуля и симистор. Оптопара при подаче на нее сигнала управления включит симистор только в ближайший переход через ноль.
Как на мк реализовать подачу сигнала на оптопару, ведь скорее всего продолжительность подачи этого сигнала нужно как то увязать с рассчитанным значением ПИД?

[ChipKiller]

Как на мк реализовать подачу сигнала на оптопару, ведь скорее всего продолжительность подачи этого сигнала нужно как то увязать с рассчитанным значением ПИД?

... Вам же написали

можно коммутировать целые периоды сети по Брезенхему, а можно фазовый регулятор.

что не ясно???

В процессе расчета out имеет определенную величину. Скармливаете это значение, например, алгоритму Брезенхема, который равномерно распределяет вкл/выкл состояние на интервал управления нагрузкой.

[Pooher]

Оптопара при подаче на нее сигнала управления включит симистор только в ближайший переход через ноль.

А как симистор откроется при нулевом напряжении? Симистор надо открывать при напряжении отличном от нуля, а вот закрывать в тот момент, кода ток и напряжение равно нулю. На пример:
1-Отследили "ноль" (напр. внешним прерыванием)
2-Запустили таймер
3-Таймер досчитал до нужного значения - подаём импульс открытия.
4-При правильной постройке схемы контроля перехода через ноль, симистор сам закроется в "нуле"

[maglev]

Это вы описали фазовое управление.
Для нагревателя допустим и другой вариант, либо целый период пропускаем в нагрузку, либо нет. Для этого при переходе через ноль принимаем решение и либо открываем оптопару, либо нет. Симистор в этом периоде однажды откроется, если нужно. Таймер не нужен. Описание алгоритма Брезенхема на этом форуме я давал, поиск найдет.

[Alexeus]

для управления симистором предполагается использовать оптопару MOC3083M.
у нее на вход просто подается питание, а выход уже сам включается в ближайший, подходящий для включения симистора, момент времени по внутренней схеме с детектором нуля.

имхо зачем усложнять и считать периоды, когда подал напряжение и вуаля, в ближайший момент времени открывается симистор, подключается нагрузка, затем, по высчитанному с термопары ПИД значению отключается.

вопрос лишь в том, вероятна ли и существенна ли ситуация, что оптопара будет включать симистор например только в положительный полупериод. при поддержании граничных значений температуры, когда уже все прогрелось и стоит лишь немного поддерживать- совпадет например так, что симистор будет открываться интервалами в полупериод и только в положительную его часть. возникнут ли какие неприятные последствия в сети?

[maglev]

подал напряжение и вуаля, в ближайший момент времени открывается симистор, подключается нагрузка, затем, по высчитанному с термопары ПИД значению отключается.

Отключается? Это не симистор.

[Roma4ka]

добрые коты, помогите разобраться с ПИД регулятором. Есть кусок кода CVAVR для регулировки нагревателям (лампа 60Вт.), управляю нагревом через оптотиристор + симистор,
режим роботы: 100% - максимальный нагрев и 30% минимальный нагрев. термометр - термопара.
нарыл кусок ПИД регулятора ...ну не могу его превинтить к своим проекту
необходимо что бы функция возвращала процент нагрузки в приделах ((

Код:

#define INTERVAL 0.1
#define MAX      100
#define MIN      30
signed int Kp=2,Ki=1,Kd=0;
static signed int last_error;

signed int pid_control(signed char setpoint, signed char currentpoint)
{
signed int P;
signed int D;
static signed int I;
signed int PID;
P = (setpoint - currentpoint);
I = (I + (setpoint - currentpoint) * INTERVAL);
D = (((setpoint - currentpoint) - last_error) / INTERVAL);
last_error = setpoint - currentpoint;
PID = (Kp * P) + (Ki * I) + (Kd * D);
return (PID);
}


каждые 250 мс. я считываю показания термопары, и передаю показания

Код:

pid_control(set,temperature);

[GRAF]

Roma4ka, INTERVAL задаете 250 мс (в тиках).
Перед return PID описываете процедуру приведения значения в границы MIN и MAX, например:

Код:

if(PID>MAX) PID=MAX;
else if(PID<MIN) PID=MIN;


[vahoo]

добрые коты, помогите разобраться с ПИД регулятором. Есть кусок кода CVAVR для регулировки нагревателям (лампа 60Вт.), управляю нагревом через оптотиристор + симистор,
режим роботы: 100% - максимальный нагрев и 30% минимальный нагрев. термометр - термопара.
нарыл кусок ПИД регулятора ...ну не могу его превинтить к своим проекту
необходимо что бы функция возвращала процент нагрузки в приделах ((

Код:

#define INTERVAL 0.1
#define MAX      100
#define MIN      30
signed int Kp=2,Ki=1,Kd=0;
static signed int last_error;

signed int pid_control(signed char setpoint, signed char currentpoint)
{
signed int P;
signed int D;
static signed int I;
signed int PID;
P = (setpoint - currentpoint);
I = (I + (setpoint - currentpoint) * INTERVAL);
D = (((setpoint - currentpoint) - last_error) / INTERVAL);
last_error = setpoint - currentpoint;
PID = (Kp * P) + (Ki * I) + (Kd * D);
return (PID);
}


каждые 250 мс. я считываю показания термопары, и передаю показания

Код:

pid_control(set,temperature);

поделись пожалуйста кодом и схемой если не жалко,

заранее спасибо!

[da-nie]

Вот здесь методика настройки ПИД-регулятора: download/file.php?id=112938

[vahoo]

Вот здесь методика настройки ПИД-регулятора: download/file.php?id=112938

огромное спасибо!

а не подскажите откуда можно скачать готовый проект желательно на CVAVR и на C ?

[siamds]

Уважаемый Alexeus!
Чтобы помочь Вам, мне надо знать следующее:
Тип термопары (хромель-алюмель, хромель- константан или другая), или, по крайней мере, на какую температуру рассчитана термопара. Также надо знать род тока (постоянный или переменный), а также значения напряжения и тока нагрузки. Будет ли применяться LCD дисплей для вывода задания и контроля температуры, а также желательно схему Вашего усилителя. Пожалуй, пока и все, остальное будем решать в процессе работы. Да еще, нужны ли контроль и регулировка терморегулятора от компьютера?

Последний раз редактировалось siamds Пн июл 09, 2012 00:34:38, всего редактировалось 1 раз.

[Леонид Иванович]

Я вот здесь описывал структуру терморегулятора: viewtopic.php?p=1093940#p1093940