Sztuczki do kontrolowania procesu o charakterystyce logarytmicznej powyżej 20 rzędów wielkości

2

Buduję maszynę, która działa na ponad 20 rzędach wielkości z logarytmicznymi właściwościami procesu. Próbowałem zwykłego PID, a także różnego rodzaju PID i nie uzyskałem dobrych wyników. Jakie mam inne alternatywy dla PID?

Zaczynam od 21% tlenu w zamkniętym naczyniu (w wysokiej temperaturze) i wypompowuję go jon po jonie do log10 (pO2) = - 20 pierwotnej ilości. Mam na to dość czujnika, pompy i zasilacza. Ta część działa doskonale, jeśli ustawię ręcznie prądy pompy lub opiekę nad dzieckiem. Aby zwiększyć stężenie, po prostu obniżam prąd pompy, a przeciek dba o dodanie tlenu.

Ale jak widzisz, w kontekście próby zautomatyzowania sterowania za pomocą PID, to, co działa dobrze w jednym regionie, jest całkowicie nieodpowiednie w innym regionie. Nie pomaga to, że pełna pętla pomiarów zajmuje około 10 sekund.

Ograniczyłem prąd używany do 500mA, aw najgorszych warunkach prąd potrzebny do poradzenia sobie z upływem wynosi 700µA, więc zakres prądu nie jest tak duży. Nie ma również zakresu napięcia czujnika, który wynosi około 100 mV do -1 V.

Może mógłbym kontrolować napięcie pompy zamiast prądu pompy. Bieżące wyniki bezpośrednio do zmiany ilości tlenu (która jest logarytmiczna). Rezystancja pompy zależy od temperatury, a przede wszystkim od gradientu tlenu, i dałaby znacznie bardziej liniową i automatycznie regulowaną odpowiedź.

Doege
źródło
20 rzędów wielkości? Nie znam żadnej możliwej technologii mechanicznej, która mogłaby na przykład otwierać i zamykać zestaw styków przekaźnika lub zaworu gazowego wystarczająco szybko, aby pokryć ten zakres dynamiki. Czy rzeczywiście zbudowałeś tę maszynę, czy właśnie ją w tym momencie zamodelowałeś?
niels nielsen
3
20 rzędów wielkości oznacza, że ​​różnica między 1,00000000000000000000 a 1,00000000000000000001 jest znacząca dla twojego procesu. Trudno jest zrozumieć, o jakim procesie mówisz. Przeprowadziłem dość dokładne pomiary, ale nigdy nawet nie marzyłem o przekroczeniu około 6 rzędów wielkości, a większość typowych zastosowań inżynierskich nie wykracza poza 3. Czy możesz podać więcej szczegółów na temat swojej aplikacji?
Daniel Kiracofe
Czy potrafisz stworzyć pętlę regulacyjną, która dostosowuje stałe PID zgodnie z jedną z mierzonych zmiennych, utrzymując w ten sposób pętlę w pobliżu krytycznie tłumionego w całym zakresie?
Jonathan R Swift
Próbuję kontrolować ID, gdzie jestem ograniczony. Znam w przybliżeniu maksymalny wymagany prąd na warunki i staram się odrzucić nadmiarową integralną część na podstawie tego maksimum.
Doege
Twój system najprawdopodobniej będzie nieliniowy, więc prawdopodobnie będziesz musiał zastosować jakiś adaptacyjny lub nieliniowy kontroler. Czy masz dość dokładny model swojego systemu?
Fibonatic

Odpowiedzi:

0

Alternatywą dla PID jest Model Predictive Control (MPC) [1] , [2] , [3] , [4] .

Ponieważ twój system jest wysoce nieliniowy, poleciłbym użycie NMPC) [5] , [6] , [7] .

Model kontrolera predykcyjnego, przewiduje przyszłą dynamikę systemu i podejmuje działania przed ręką. Ten kontroler wykonuje optymalizację online przy każdym czasie próbkowania i obsługuje jawnie ograniczenia systemu.

Wysypka
źródło
Tak się składa, że ​​masz [2] jako PDF, widząc, że jesteś jednym z autorów?
Doege
@Doege, czy mógłbyś poprosić o pełny tekst tutaj ?
Arash