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pid如何控制两个相关的输出,比如加热管的加热功率和流速

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披头士911|  楼主 | 2014-12-10 22:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
如题,如果用pid控制一根加热管中水流的温度,那么可以通过两种方式使温度提高:1提高加热管功率;2降低管中水流的速度。
以往我们的方案通常是:固定流速下,获得开始震荡时候的临界加热功率值,而后通过Ziegler-Nichols参数方法得到想要的KP,KI,KD,这一切的实现看起来简单明了。

但是,我的问题是,如果流速不固定呢?
这里请教前辈们,怎么样把流速也作为一个输出加进去呢?之所以这样问,是因为他困扰我太久了,我在cnki里面找了许久,也没有找到相关线索。也许我要的不是答案,也许只是几个关键字?

总而言之,希望尤国慈知识储备的前辈们能够知无不言,玩呗50分不成敬意,先谢谢了.



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披头士911|  楼主 | 2014-12-11 14:39 | 显示全部楼层
自己顶一下!

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cauhorse| | 2014-12-11 17:18 | 显示全部楼层
流速是你的控制量,还是系统的扰动量?只控制温度,流速不变,用ZN法整定参数可以。
流速变化,如果能测量,那么你的加热对象(就是系统模型呵呵)就是时变的了,PID控制在应用时固然属于“无模型控制”,可是对时变系统,得改进一下。
你可以把流速也当成一个影响因子,在不同流速下,整定不同PID参数,——非线性PID控制;
也可以给不同的流速设计隶属度函数,然后。。上模糊控制;
最后,如果你的管子直径、流量、介质比热环境温度什么的你都可以得到,也可以试试用神经网络训练出几组参数来供上面的模糊控制使用。
写**,几个方案一对比,应该很够了。
btw,如果流速不变不影响工作,那么也可能找个稳定流速的方法,另做一个PID环节使之稳定;这样原来那个PID算法就不用动了哈。

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披头士911|  楼主 | 2014-12-11 23:10 | 显示全部楼层
cauhorse 发表于 2014-12-11 17:18
流速是你的控制量,还是系统的扰动量?只控制温度,流速不变,用ZN法整定参数可以。
流速变化,如果能测量 ...

首先谢谢您能留下这么多的文墨。非常感谢!
但是您好像理解错了,流量是我的控制量,通过pwm控制一个泵可以实现流量自定义。所以我的意思不是说流量是输入量,流量是我的一个输出量,我希望在温度低的时候流的慢一点,这样出水口的水温就会高一点,温度高的时候相反。
就好比刹车和油门,以往只是通过油门来pid控制车速,现在我想加入刹车,怎么加呢?这是一类什么样子的问题呢?如何搜索关键字呢?

烦请这位同仁多多指导啊!

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cauhorse| | 2014-12-12 12:09 | 显示全部楼层
本帖最后由 cauhorse 于 2014-12-12 12:11 编辑

我可能没看清,如果加热器可控,流量也可控,而你关心的控制目标是温度,这时可以把最终温度当作输出,而加热器热功、泵转速可以作为两个输入量,它们共同影响出水温度。
多输入单输出系统,这个现代控制理论里边应该能找到不少东西。多变量、解耦控制什么的试着找找看吧。
话说对系统影响方式明确的几种控制方式,有时可采取简单粗暴的解决方法。比如冷冻干燥机、低温培养箱,要稳定一个很难受的温度,比如4度,怎么实现?
最常见的方法是制冷压缩机全开,再用PID控制加热器将温度烧回去;听起来一点都不环保,跟踩着刹车轰油门差不多,不过能很好地解决问题。

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cauhorse| | 2014-12-12 12:10 | 显示全部楼层
本帖最后由 cauhorse 于 2014-12-12 12:13 编辑

论坛有点卡,重复发出两条一样的来。

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披头士911|  楼主 | 2014-12-12 14:08 | 显示全部楼层
cauhorse 发表于 2014-12-12 12:09
我可能没看清,如果加热器可控,流量也可控,而你关心的控制目标是温度,这时可以把最终温度当作输出,而加 ...

谢谢这位热心的童鞋!非常感谢!我找去了!

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披头士911|  楼主 | 2014-12-12 14:13 | 显示全部楼层
cauhorse 发表于 2014-12-12 12:10
论坛有点卡,重复发出两条一样的来。

我搜了一下,多变量,oh my god,怎么还牵涉到神经网络之类的课题,这么玄空?

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披头士911|  楼主 | 2014-12-12 14:14 | 显示全部楼层
cauhorse 发表于 2014-12-12 12:10
论坛有点卡,重复发出两条一样的来。

我搜了一下,“多变量”,我的天,神经网络?好高深啊!问题这么复杂吗?

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cauhorse| | 2014-12-12 15:18 | 显示全部楼层
做课题发**,神经网络、模糊控制都是非常常见的东西了,可以说不新鲜,不过确实可以在一些条件下解决问题。
如果是搞工程,这些方法用起来都不省事,做成控制器,给客户培训都可能有问题,出了状况谁都解决不少,还得你自己去现场,
所以就找最简单粗暴的方法好了,PID的基础上变点花样,调节加热器时泵不要变,调节流量时,加热功率输出不要变,什么时候切换做个设置,这样省得解耦,当然参数可能还要找找。

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aw50420181750| | 2014-12-12 15:50 | 显示全部楼层
本帖最后由 aw50420181750 于 2014-12-12 16:03 编辑

(刚才看错了)模糊控制可以有双输出。做好规则输出两个控制量。

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