Моделирование, регулирование. Нужна помощь

[tonyk_av]

Форумчане! Прошу помощи.

По работе столкнулся с необходимостью реализации в программе ПИД-регулятора. Задача связана с управлением печи. Снял разгонную характеристику печи и тупо впал в ступор. Куда двигаться дальше? Хочу:

а) получить по экспериментальным данным более-менее правдоподобную модель печи;
б) рассчитать параметры ПИД-регулятора;
в) исследовать работу регулятора при разных значениях начальной температуры печи и разных величинах уставок температуры.

ТАУ было давно, многое забылось. Лет 10 назад для расчётов и исследованиях фильтров использовал Maple. Сейчас читаю книжки по Simulink, но ни на шаг не продвинулся. Во всех книжках море теории и очень мало примеров как от этой теории перейти к получению практических результатов. Хочется увидеть какой-нибудь толковый пример решения подобной задачи, разобрав который станет понятно как мне решить мою задачу.

[levtsn]

Пид настраивается по практической методике а не по науке.

[tonyk_av]

levtsn в сообщении #1189367 писал(а):

Пид настраивается по практической методике а не по науке.

Знаю. Но первое приближение коэффициентов получается теоретически. У меня печь остывает целую смену. Представляете, сколько я должен потратить времени, чтобы её настроить?

Как наладчик имел опыт настройки нагревателей, но там более-менее удачно опытными людьми были предварительно рассчитаны коэффициенты регулятора, так и то потратили почти 2 недели, чтобы довести до ума работу регулятора.

[levtsn]

Я бы снял нагревательную и остывательную характеристики, а потом моделировал, на той системе которая будет управлять.

[Mihaylo]

Я с печками не сталкивался в работе, только мимо проходил. Делал нагрев масла в баке на двухпозиционном гистерезисном регуляторе.
И у меня вопрос: а какие существуют модели у печек? Какие там процессы учитываются?
Процесс теплопереноса, кажется, это базовый процесс. При чем теплопереносов там много: от источника нагрева до детали, до стенок печи, в окружающую среду, до датчиков температуры... А может просто рассмотреть что-то типа апериодического звена, как это делается в случае тепловой модели электродвигателя?..

-- 03.02.2017, 07:53 --

tonyk_av в сообщении #1189368 писал(а):

У меня печь остывает целую смену.

Это очень важная информация: если процесс занимает 8 часов, то постоянная времени остывания примерно в три раза меньше, ну то есть $T_2 = 3$ ч. Еще можете определить таким же образом постоянную времени нагрева $T_1$. Эти прикидочные расчеты основываются на предположении, что тепловые процессы протекают по экспоненциальному закону... По крайней мере порядок постоянных времени будет именно такой.

[realeugene]

tonyk_av в сообщении #1189364 писал(а):

Хочется увидеть какой-нибудь толковый пример решения подобной задачи, разобрав который станет понятно как мне решить мою задачу.

Толковый пример - это регулятор температуры утюга.
Для начала вам стоит построить графики нагрева/охлаждения, посмотреть на них внимательно и решить, действительно ли вам нужен ПИД, или достаточно простого релейного регулятора, исходя из ваших максимальных скоростей изменения температуры, требуемой точности её поддержания и учётом того, что температурное поле в печи всё равно неоднородное, и максимум, чего вы сможете добиться, не внося существенных изменений в конструкцию самой печи - это более точного поддержания температуры вашего датчика температуры.

[tonyk_av]

Всё как обычно: чем страшнее задача, тем проще решение.

Снял разгонную характеристику, по методу Астрема-Хугланда рассчитал коэффициенты, проведя несколько нагревов определил условия интегрирования для ускорения процесса и повышения его стабильности, и заработало! Причём теоретически рассчитанные коэффициенты оказались удачными, рабочие лишь скорректировали на 20% для ускорения процесса.

Моделировать термобокс оказалось бессмысленным, ибо слишком много изменяемых параметров, влияющих на работу.