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楼主: 风声1923

怎样利用数学模型进行精确控制?

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 楼主| 发表于 2013-10-25 21:23:21 | 显示全部楼层
2266998 发表于 2013-10-24 18:52
2 |# r! R# f0 x你这么想一个问题,这种控制,其核心问题是为了实现一个‘目标’,一切是围绕这个目标的,其展开、持续发生 ...
: F) G2 t7 e! \. M& v
根据99/8大侠的指点,我试着直接用数学模型进行控制(详细过程在附件中),最后的结果还比较满意。还想再请教99/8大侠,关于误差修正问题:
7 _% |+ @* c3 O1 O- h: I       现在我用的是开环,这样建立的平衡是非常脆弱的,稍微风吹草动,平衡就打破了。" b- c' v5 q3 f* \4 @; n

. ^) \3 U! A* O3 b7 H' W      肯定要用到反馈修正,要修正的话,是不是要用到99/8大侠所说的那个“中继箱”?我的理解是这个“中继箱”是与加热体进行能量交换用的,当出现误差时,比如负载的变化,电源电压的变化造成的误差,用这个“中继箱”把这些误差平衡掉。
; o' _  j9 p5 d5 [
, J5 u! V& m# u$ i$ k8 B4 u    我现在这个模型,第一次升温后,如果温度不够,还可以继续加热,把温度快速提上去;但如果温度高了,没有这个”中继箱“的话,只能等它自己慢慢降,不可能实现快速修正。
9 n! O, y6 k6 ^: {  m) g" _& {0 r3 _( z; l2 `3 d

& [" z+ H2 K4 T& U0 P: ^# T  G: W- d4 a

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点评

之前用过一个电烙铁,温度上升非常快,并且不超调(就像上面的曲线),当时觉得纳闷,如果用PID的话,不可能实现的。现在有点恍然大悟,它应该也是通过建模,知道热量与温度的对应关系,才能做到这样精准的控制。  发表于 2013-10-28 08:04
上面的没用PID,你看输出曲线,那是根据数学模型直接推导出来的,PID不会输出这样的曲线的。  发表于 2013-10-26 15:14
不明白楼主所说的开环,楼主明明已经用了PID了怎么还是开环呢  发表于 2013-10-26 13:40
就是因为风吹太敏感,所以我做小壳恒温是套壳结构,您可以买贺氏的PT100裸片,响应速度非常快,非常好使。另外,“中继箱“,应该说的是一个用来做油热的中间油箱,控温且已知热容。缺多少焦耳热,投多少油。  发表于 2013-10-26 01:26
发表于 2013-10-25 22:25:12 | 显示全部楼层
挺高深,看不太懂啊3 _8 @+ Y5 P% P0 ?/ a) V2 O
个人觉得,热传递,主要就是接触、辐射、对流
3 C) p  p7 Y6 m% g这个里面有空气,有高温区域(比如加热设备),有低温区域(比如被加热件等),应该就会有对流
. G! R: a3 J( w4 P! e/ H% L% {2 m接触传导可能没有,但是辐射也会有一些吧
" p- V8 d& a  ]  m6 L" I0 J: J# A# i
如果用传感器构成反馈,传感器的温度肯定和工件的温度会有一些差别吧, @, B: `8 Z& R+ l7 _9 w8 w
一般的模型,应该都是认为箱里的温度都是均匀的,温度大小就等于传感器得到的值. s4 E4 Q: s5 _# ?! F' A1 {: p) i
使用传感器的温度作为反馈来修正加热,保持恒温; X# E+ ~% w3 e

' b4 d$ v9 E4 L$ B炉内模型,是不是就是99-8大侠说的自己的数字模型0 @5 C% `" m( Y: O+ B2 {! m% b
可以利用一个函数将传感器位置的温度,转换到被加热件上,实现精确控制?

点评

很简单的一个模型,类似电阻串个电容,没啥高深的。这个数学模型(就一条方程)是让你知道,加多少热,温度到多少,这样你就能实现快速,精准的控制。不像PID那样,一快,就超调、振荡;一慢,接近目标值遥遥无期。  发表于 2013-10-26 15:38
发表于 2013-10-26 08:12:55 | 显示全部楼层
"他们都很乖的,并且非常富有"....
, T$ s6 g% X! @9 o# z# V7 ?$ L+ F呵呵

点评

哈哈,大虾,没人会为这个认真的,大家都是嘻嘻哈哈的,本来俺自己就不是什么‘专业人士’,替专业人士玩东西,人家也觉得不正宗,就算玩出来了,也属于嬉皮笑脸,没有一个家伙是正经的,为啥俺必须正经?憋死了,  发表于 2013-10-26 16:50
这是在扒别人的衣服喔。幸亏没说出具体人物,否则让人情何以堪。得找你挽回名誉损失。。。呵呵  发表于 2013-10-26 14:15
就是银钱多,上来就是那句话,要多少钱无所谓,你给阿拉玩出来,给阿拉们讲清楚了,就可以,其它不必说,要银子就开口,哈哈,  发表于 2013-10-26 13:52
发表于 2013-10-26 13:58:50 | 显示全部楼层
风声1923 发表于 2013-10-25 21:23 $ v( X- M! ^( F+ w+ @/ G' R4 Y- @. x
根据99/8大侠的指点,我试着直接用数学模型进行控制(详细过程在附件中),最后的结果还比较满意。还想再 ...

  w" m! l( E1 I1 ^- b2 q( `! s( S修正,就是修正这些系统误差,6 S! k2 U) y/ E* r
  p' Q3 w* H" i, w( q4 q. M% _
必然系统环境导致的不确定性,你做一个自学习系统,有记忆的,运行几次以后,系统自己有一个‘修正系数’,你还可以人工‘再干预’,就准确了,
. R; D9 u+ i) ~/ D
- o, [7 n' H( G, e0 u+ w加中继的目的,就是要确保‘一次切入’,比如你到一个逼近值以后,再开PID,或者就过冲,或者长时间不到目标稳定,这时用一个‘目标中继箱’,把油温控制非常精确,因为这是静态的,可以准确控制,
, u( ]( {& `2 i6 c
% I0 }5 \  [! j$ d再把这个‘精确’切入系统,替换下原来的油,当这个温度平衡以后,就是你的目标温度,其误差会被系统自动记录,进行下次修正," L$ R! G' y1 B1 _' |3 O7 G$ k

2 q5 K6 p6 ?2 K9 r/ f好好玩吧,你会前途无量的,
# H. S$ j5 T8 v. q1 n
& Q5 E( z5 b2 R我的甲方,都不会提这类问题,只要系统精度够了,就付银子,里面是啥,没有谁关心,

点评

看着实际的效果按自己的方程来跑,十分有意思。嗯,还得再玩玩。  发表于 2013-10-26 15:47

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野嘉森 + 1

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发表于 2013-10-26 14:23:41 | 显示全部楼层
看不懂,不过恭喜楼主还能静下来努力!
发表于 2013-10-26 14:49:09 | 显示全部楼层
属于经典控制理论啊,学生学习了
发表于 2013-10-26 23:10:34 | 显示全部楼层
前几天考试就考了这一类的,可惜我还没学好
发表于 2013-10-28 12:45:06 | 显示全部楼层
PID的算法调试时最好是多看看位移函数,速度函数及加速度函数(曲线图),5 H5 E; j* A, P7 x
三者关系为求导,再求导呵呵,看出感觉来就可以啦- T/ e3 b) q% T: ^: k( p) h
发表于 2013-10-28 15:40:34 | 显示全部楼层
数量、物理知识是关键呀,学习了
发表于 2013-10-28 23:02:35 | 显示全部楼层
我一直搞不清楚什么是数学模型?; n1 A. _% b5 x
我先前一个公司有做烤箱,基本就是通过传感器反馈,进行闭环控制,但存在一些问题,比如时滞性,烤箱内部温度不均匀性,传感性的温度并非真正烤箱内部温度,很难快速精确达到想要的温度,误差很大,温度低了,产品内部有水分,高了,可能破坏产品,后来通过补偿,稍微好点,但老外客户会经常过来检查生产线,他们严格要求产品要求多少度,烤箱就要真实显示多少,因此不敢补偿太多,而且由于精度差,不良品一直很多。4 w/ K( l# |1 {) T
我想问一下数学模型是公式,规律吗?是通过采集实验数据,推导方程,验证假设吗?比如推导出方程,然后直接开环,不反馈,求出目标值吗?
. Z* y5 H% J* {如何判定方程正确,是一次,还是二次,三次……函数呢?

点评

时延是肯定有的,跟你安装传感器位置有关。温度不均的话,我见过的时效炉、回流焊,它们都是用风扇来吹,炉内温度就比较均匀了,不知道你的是怎样加热的。  发表于 2013-10-29 07:52
数学模型就是由物理定律推导出来的方程,通过实验测得方程中的未知量。最后控制还是要闭环的,我上面做的开环,只是做下测试,验证方程是否准确。  发表于 2013-10-29 07:48
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