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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
5 q. S4 {& n/ c! [% ?8 q( Y' w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 ...
( z7 {- t+ R* [: |; f
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:
$ H+ E% O& q4 ~, l" @       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。% i6 }9 V% e  J# K0 }

; A& C" v5 ]( t+ c4 B# E6 Y8 y& _      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。
5 A, j4 Y1 z  E' h( j
# b& m. R1 d; }/ I& j4 M- H  J    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。
$ v2 D& s6 D4 U" Y; V/ G, @7 q  N# q- ^" Z: ^  Q7 M
4 O7 M: G5 }' Y$ }: p" g

1 b) Y; \1 w- ?( |! k  i9 U$ C" p

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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
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发表于 2013-10-25 22:25:12 | 显示全部楼层
挺高深,看不太懂啊
; x5 T" U5 N0 O9 K5 i! R个人觉得,热传递,主要就是接触、辐射、对流! g: W. d+ {3 u+ M
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* k7 ?; N; h; O- D
接触传导可能没有,但是辐射也会有一些吧# ~& |# Z: J) I( R, v
: x  U  w- s6 Y  C' p
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
! g# A$ l. X- b6 s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! X% x$ {; f$ u. {" e
使用传感器的温度作为反馈来修正加热,保持恒温
' E7 ?$ z- j& q! \+ B3 {& F
. w5 {1 V8 s" b4 U0 s5 c* v炉内模型,是不是就是99-8大侠说的自己的数字模型
& s3 x7 q5 r  J  j0 Q' O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
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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"....
2 ~7 m4 |' k& j/ Y! A3 n9 H呵呵

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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
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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
: W/ G$ t/ M  X" _( n& k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 ...

7 @& U% E2 \/ q* s) [修正,就是修正这些系统误差,) ^. H0 e, g3 n! `
( ]! {2 I) J/ p5 ?4 ?- _% w
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,2 k- X$ f- N5 K2 c% }2 j! g- x1 a- Y

# Z6 f. z* \0 |2 _. H3 a0 j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,
7 E: p! {) o& T9 o5 o6 t, x  w
7 B1 _- a- A$ ]) Q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,% \- @+ z7 J( l/ U2 {

% A) B: \* D6 c/ E- _( f好好玩吧,你会前途无量的," M: r, M( K1 v) {) @2 g7 e4 X
( H& G/ U+ g0 G; E& x# y
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,

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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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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!
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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
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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
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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),
) B5 }8 V- U/ Y三者关系为求导,再求导呵呵,看出感觉来就可以啦
/ d( k7 |7 |: z% H3 }9 q3 H# u
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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
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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?$ y( ]* s" o3 A+ V; q
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。
9 ^5 l9 w, |( ]- H- V& i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?
: [) f: T9 X& P如何判定方程正确,是一次,还是二次,三次……函数呢?

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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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