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

只看该作者 · 2014-12-10 22:56

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.

只看该作者 · 2014-12-11 14:39

自己顶一下！

只看该作者 · 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，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。

只看该作者 · 2014-12-11 23:10

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！

只看该作者 · 2014-12-12 12:09

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。

只看该作者 · 2014-12-12 12:10

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。

只看该作者 · 2014-12-12 14:08

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！

只看该作者 · 2014-12-12 14:13

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？

只看该作者 · 2014-12-12 14:14

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？

只看该作者 · 2014-12-12 15:18

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。