PID Regler braucht viel Zeit zum Ausregeln!

Ich habe keine Ahnung davon....

Gruß
Jörg

 

ok...AAAlllsssoo...
erstmal den d-anteil ein bisschen verringern, dann den i-anteil verkleinern. vom proportionalen teil würd ich erstmal die finger weg lassen.
wenn du den d-anteil verringerst, dann "schießt" dir der wert nich so oben raus, mit der verringerung des i-anteilst machst du den regler etwas schneller.
klar sollte dir sein, daß der regler nicht aktiv gegenkühlen kann und eben erstmal ne weile mit "warten" verbringt, bis das abgekühlt ist und dann wieder aufheizen kann.
ein regler mit fuzzy-logic lässt gewisse regeabweichungen zu, er hat quasi ein "intelligentes" totband um den gewünschten wert herum, das sorgt für (klingt komisch, ist aber so ) stabilität, da der regler nicht bei der kleinsten abweichung sofort anfängt zu arbeiten.
und algorithmus hin oder her - es gibt keinen überschwingungsfreien regler, solange er nicht perfekt an die regelstrecke angepasst ist.
jeder hersteller wird, sofern er nen eigenen anbietet, seinen regelalgorithmus als das maß der dinge anpreisen, klar ist, daß die teile je nach einsatzzweck oder -ort halt verschieden rechnen und arbeiten

 

@koffeinschock

Veralberst Du ihn oder hat das Hand und Fuß?

Ich versteh nur Bahnhof :cry:

 

Koffeinschock glaube ich ist der einzige der dazu was schreiben kann.
Wird schon stimmen.
Gunnar

 

Hehe, das mit dem PID wird immer so leicht beschrieben, dabei ist das komplexe Materie!
Wer mal ein wenig Formeln anschnuppern will kann auf http://www.mikrocontroller.net/forum/read-9-254743.html#254743 vom Eintrag des Users "Oma mit Dackel" ein Word-Dokument herunterladen.
Der zugehoerige Computercode sieht noch uebler aus! *g*
Fuer die mit visuellen Dingen zufrieden zu Stellenden(sp?) sei das hier gepostet: http://www.mikrocontroller.net/attachment.php/311880/PID_a.png

 

tz..das is ne bösartige unterstellung :evil:
klar hat das hand und fuß, bin gelernter prozeßleitelektroniker (und mittlerweile auch staatlich geprüfter techniker....) und mit dem kram befass ich mich täglich auf arbeit...
jedem sollte wohl zuallererst klar sein, daß man sich hier auf mathematik höchsten niveaus begibt, wer mir das nich glaubt, kann ja mal nach ner pt 2-regelstrecke im netz suchen (oder um realistisch zu werden, pt n - viel spaß damit. reele simulationen von komplexen regelkreisen bringen übrigens noch jeden mathematiker zum verzweifeln...), dann muss ich wohl nich gesondert erklären, daß sich das D im PID auf differentiell bezieht und das I eben auf Integral, P ist der Proportionale bereich und noch das einfachste von allem...

wenn dein regler zu arg zicken sollte, würde ich sogar ernsthaft überlegen, ob du den D-anteil deaktivierst. im grunde ist der nur für einen schnellen anstieg der temperatur zuständig, wenn dein kessel kalt ist, statt langsam die leistung hochzunehmen (du kühlst die maschine ja nicht ständig wieder auf raumtemp ab und heizt dann wieder voll hoch...)

 

Mal so rum gefragt, koffeinschock: Hast Du dir einen PID-Regler an eine Maschine geschraubt?

 

im ersten link geht der sogar nur auf die pt1-regelstrecke ein, pt1 sieht aus wie die lade-/entladekurve eines kondensators aus und ist noch verhältnismäßig "einfach" (sucht selber in google, wie die kurve aussieht :mrgreen

im zweiten link sieht man schön, wie ein analoger pid-regler arbeitet (meiner meinung nach sind die auch noch besser, als die software-regler) und auch nicht wirklich 100%-ig auf den regelkreis optimiert ist, er schwingt sich immer schön ein (beachtet allerdings auch die zeitskala unten...). der lässt sich sogar verhältnismässig einfach mit einem passenden operationsverstärker bauen, dann noch die passende r/c-beschaltung und stellwertrückführung - et voilá schon haste nen super-regler (mit nem passenden verstellbaren widerstand und diversen kondensatoren kannste sogar die parameter für I und D verstellen, die vorwiderstände sorgen für eine anpassung des P-anteils)
wenn ihr so weitermacht, kram ich noch das tabellenbuch raus....

 

Aber klar doch -- das sind `minutes`, oder?

 

es wäre reizvoll, aber da ich nen zweikreiser habe, könnte ich ja doch nur die kesseltemperatur regeln, statt den kesseldruck (oder mit nem elektrischen manometer eben den druck millibargenau....) kontinuierliche regelung macht eben nur bei nem einkreiser/dualboiler wirklich sinn. es sei denn, du baust ne mischstrecke rein, so daß du über ein ventil kaltwasser hinzumischen kannst und über eine verhältnisregelung die brühtemperatur auf dem weg zum brühkopf regeln kannst - aber das wird dann echt abgefahren (und zickig - ich spreche da aus leidlicher erfahrung)...(trotzdem ist es wahnsinnig interessant...)

 

Och Jung, das war doch nicht böse gemeint

 

Hallo,

Wie Koffeinschock schon schrieb, gibt es keinen absolut überschwingungsfreien Regler. In dem Zusammenhang wäre auch noch anzudenken, welches Verhalten denn die zu regelnde Strecke überhaupt hat (Globalverhalten, Totzeitanteile, Hysteresen usw usf.)

Wenn man das weiß, dann läßt sich auch der geschlossene Regelkreis mathematisch recht schnell aber nicht unbedingt einfach beschreiben und auch simulieren. Stichwort wäre hier Lapace-Transformation aus dem Zeit- in den Frequenzbereich. Ein feines Werkzeug hierzu stellt Matlab/Simulink zur Verfügung...
Aber das ist alles eher akademischer Natur.

Vielleicht hilft dir ja ein relativ einfaches Einstellverfahren weiter. Im Moment fällt mir da spontan nur das erste Verfahren von Ziegler-Nichols ein:

Dazu soll der Regler zunächst als reiner P-Regler arbeiten, also I und D- anteile zu Null setzen.
Nun diesen P-Anteil solange variieren, bis der Regelkreis harmonisch schwingt, d.h. deine Zeit-Temperatur-Kurve sinusförmig wird. Hier dann die Schwingungsdauer einer Schwingung bestimmen.
Mit diesen beiden Werten für P und T kann man dann anhand von Tabellen die für den I und D- Anteil nötigen Werte bestimmen.
Das alles funktioniert aber nur, wenn die Sprunganwort des Systems s-förmig ist, also prinzipiell nur dann, wenn die Strecke PT2-Verhalten zeigt - glaube ich zumindest.
Ansonsten mal nach Ziegler-Nichols googlen.

Gruß et bonne chance!

Michael

 

grundsätzlich ist das mit dem optimieren nach der störgröße (verfahren nach ziegler-nichols) nicht übel, der haken ist, eine temperaturstrecke zur harmonischen schwingung zu bringen - dafür ist sie einfach zu träge. des weiteren müsste er die daten mitschreiben oder besser noch in eine kurve übertragen, um daraufhin eben diese berechnungen auszuführen.
chien hrones und reswick wäre auch eine alternative, aber das findet in der praxis eben zu wenig bedeutung.
einfacher ist es eben einen sollwertsprung auf den regelkreis zu geben (also von z.b.: 70°C auf 90°C zu gehen) und dann das regelverhalten zu überwachen

 

Eine lineare Kurve ist fast unmöglich beim betrieb einer Espressomaschine, nicht nur wegen der Anheizphase am Anfang. Ein PID-Regler kann nur auf das reagieren, was ihm der Thermofühler zuspielt, das Ergebnis hängt also sehr stark davon ab, wo dieser angebracht wurde:
Wenn ich ihn so montiere daß er direkt das Wasser am Brühkopf mißt, habe ich am Regelkreis zwar eine relativ geringe Amplitude mit nur geringen Überschwingern, dafür aber sehr hohe Regelfrequenz. Und - solange die Maschine noch nicht komplett durchgeheizt ist, wird es am Anfang trotz Regelung zu einem stetigen Temperaturanstieg mit einem längeren Überschwinger kommen da der Thermofühler nur die Wassertemperatur sieht und nicht den Kessel und die Brühgruppe, die erst im Zeitverlauf stabilisierend auf die Temperatur wirken.
Genau umgekehrt ist es dann, wenn ich an der Brühgruppe oder am Kessel messe: relativ lange Regelzyklen mit großer Amplitude, dafür aber auch deutlicher ausgeprägte Überschwinger weil die nur langsam auf die Temperaturänderungen reagierende thermische Masse am Meßpunkt den Regelvorgang zeitlich gesehen 'verschmiert'.
Beides ist also nicht wirklich optimal - aber es ist technisch sehr aufwendig, den idealen Meßpunkt zu finden bzw. zu realisieren.



Gruß
Stefan

 

womit du sämtliche parameter, welche für einen PID-regler relevant sind, abgehandelt hättest...

ich denke schon, daß sie relevant sind, du könntest nämlich den stellgrad begrenzen, was einer leistungsbegrenzung (und -reduzierung) zur folge hätte, damit könntest du unter umständen die regelgüte steigern

nein...du hast eine geringe verstärkung, damit die heizung eben nicht nach oben hinausschießt - der regler hat das schon richtig erkannt, daß die heizung viel zu groß im vergleich zur wassermenge ist und hat sich selbst langsamer gestellt....

hmm...*g* wenn mal wieder ein verteter von metrawatt bei uns ist, werd ich ihn darauf ansprechen

das ist schon eine heftige änderung - du hast die verstärkung um das doppelte geändert? nun ja...

nun..niemand hat gesagt, daß das einfach ist - im übrigen würde ich mich da weniger an bestimmte verhältnisse richten, sondern einfach eben an der sprungantwort orientieren.

nein...du stellst den regler nicht auf "ziegler nichols" und er arbeitet, sondern du darfst eine exakte kurve aufnehmen, auf grund dessen du dann eben die parameter errechnest und den regler einstellst (im übrigen wird ziegler-nichols verwendet, um die störgrösse zu eliminieren und nur "mißbraucht" um einen regelkreis zu optimieren)

die richtige plazierung ist schon wichtig - vielleicht kannst du aber auch einfach gegenmessen, wie die temperatur am auslass ist und dann einfach die temperatur im kessel anpassen
ich würde nicht zu weit weg von den "grösseren" wassermassen messen, die auslasstemperatur sollte wohl kaum zu regeln sein, dafür ist die heizung wiederum zu klein

was möchtest du denn noch programmieren???

Kaffeemachen insbesondere Cappu geht aber trotzdem recht flüssig von der Hand, wenn ich die Schritte in sinnvoller Reihenfolge abarbeite.
Espresso ziehen, dabei schon Dampfschalter auf ON, Wasser wegzischen damit schneller auf Temperatur, Milch schäumen und fertig.
Dampf ist viel schneller heiss, weil Heizung schon bereits auf voll Power durchstarten kann nach ca. 25 Sekunden und Temp.Konstanz scheint während des Bezuges besser.(Ist ohnehin ziemlich gut)
[/quote]
das muss ich jetzt nicht verstehen..oder? du nimmst einen kontinuierlichen regler, um ihn zu überbrücken und die heizung auf "vollgas" zu stellen (und unter umständen ne erhöhung zum ende des bezuges zu riskieren...)

ja..warte nur ab, bis du noch mehr weißt...dann wirst du den spruch verstehen... :mrgreen:

 

also..wenn du mir die anleitung zumailen könntest oder den genauen typ vom regler sagst und ich online irgendwelche doku finde, kann ich dir vielleicht eher helfen.

die sollwertrampe dient dazu, in einer vorgegebenen zeit eine bestimmte temperatur zu erreichen. also zb in 10 minuten 200 grad zu erreichen. je nach speicher und typ kannst du da einfach ein paar stützpunkte eingeben, die der regler anfahren soll.

der meßbereichsumfang wird wohl die spanne angeben. wenn du einen meßbereichsanfang von 0 hast und einen meßbereichsumfang von 200, dann mißt du eben zwischen 0 und 200. wenn du den anfang auf 50 stellst, dann mißt du eben von 50-250 usw...

deine verzugszeit müsste ich mal in der anleitung nachlesen, der begriff sagt mir so nix, könnte aber ein anderer begriff für die vorhaltezeit des differentiellen anteils sein....

edit: dein überschwingen um 3 grad könnte auch irgendwo in den parametern versteckt sein...