Pid Per Controllo Rollio Di Una Nave - aiuto per progetto università

[carnifex]

Salve, mi sono appena iscritto al forum.

Vorrei domandarvi se potete cortesemente aiutarmi a risolvere un problema che sto affrontando per un progetto all'università: chiarisco che sono uno studente e non un ricercatore o un docente, e la mia domanda vi sembrerà senz'altro sciocca, ma sto iniziando adesso a studiare queste cose.

Devo realizzare un controllore PID per un processo che modella il rollio di una nave.

Idealmente il controllore comanda delle pinne attive che devono rimettere la nave sempre in verticale malgrado dei disturbi sinusoidali (onde) e costanti (vento).

Il sistema è in controreazione con i disturbi che entrano tra il controllore e il processo. Il set-point è 0 in quanto si vuole che la nave stia diritta. L'uscita è l'angolo che la nave forma con la verticale.

Il sistema è stabile in catena aperta.

Il modello del rollio (funzione di trasferimento del processo) è completamente nota.

Ecco, la mia domanda è: in questo caso, quale tecnica di Ziegler e Nichols devo usare?

Quella in cui vario bruscamente il guadagno del regolatore o quella in cui aumento la costante proporzionale fino al limite di oscillazione?

E come impostare l'esperimento?

(Nota: il tutto è solo teorico, e fatto su Matlab e Simulink)

Grazie,

Emanuele

[TRC]

direi che in teoria funzionano tutte quelle che vuoi e nella pratica nessuna perchè ci saranno fattori che non son contemplati nella teoria pura e allora inizieranno i trucchi del mestiere comunque se usi i simulatori, prova un pò di formule e scegli quella che ti convince di più... e poi scusa una cosa, in base a cosa scegli una formula dove è più importante la "P" o la "I" o la "D", se hai il mare che è una tavola, ogni volta che c'è un onda se usi troppa "P" il vaporetto si sposta e se il mare è agitato e usi una "I" lunghissima, il capitano del gommone rimette prima che la gondola si regoli, nella pratica potrebbero esistere anche varie soglie di intevento dovo le formule cambiano in funzione di altre variabili. l'importante è che ci sia il sole

[carnifex]

Ti ringrazio per la risposta.

In effetti questo è un puro esercizio didattico, dunque da noi non si richiede che il controllo sia talmente ben fatto che debba funzionare davvero.

Comunque d'accordo, utilizzo una tecnica e poi i parametri che ottengo li rimetto a posto in modo "artigianale", sperimentando quali sono quelli migliori.

Però non esiste un vincolo su quale tecnica posso usare?

Cioè: ha senso (per una nave) agire sul regolatore P fino a che il sistema non arriva al limite di instabilità? (rischio per la nave di ribaltarsi)

Oppure: ha senso trovare i parametri mediante la lettura della risposta ad una rapido incremento di P?

Nella realtà, intendo, qual'è l'esperimento + sensato da effettuare se uno dovesse davvero tarare i parametri di un regolatore PID?

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Altra domanda: devo pure realizzare un controllo con sintesi in s. Esistono dei vincoli sulla parte reale dei poli a ciclo chiuso e sul coefficiente di attenuazione dei poli (dumping).

La funzione di trasferimento del sistema ha 2 poli complessi molto vicini allo 0 e fuori dalle specifiche.

Il mio controllore ha un polo nell'origine e uno distante dallo 0, mentre ha 2 zeri complessi molto vicini allo 0.

Ha senso che il mio controllore abbia i 2 zeri che cancellano i 2 poli del processo? (su Simulink lo posso fare esattamente, ma dubito che nella realtà si riescano a cancellare davvero).

Grazie per la pazienza:-)

Emanuele

[TRC]

...ma come parli... ho bisogno dell'interprete per decifrare quello che scrivi... scherzi a parte...

Nella realtà la barca non si ribalterà mai se muovi le pinne, al massimo rimane instabile, ma dire che si ribalti è quasi la sintesi della teoria pura... che di solito mette in difficolta gli ingegneri troppo terici quando iniziano a lavorare

io la farei così, prenderei uno schedino che già uso per altre cose, che come uscita mi da gli angoli d'inclinazione di più piani perpendicolari ad un asse verticale...

asse verticale, su questo ho un giro di 360 gradi e su ogni grado ho un albero perpendicolare in condizione di riposo, che cambia inclinazione di pochi gradi in base alle inclinazioni... da queste inizierei a vedere di quanto cambiano come ampiezza e quante volte cambiano in un intervallo fisso.

[Stefano Sormanni]

Se non ti mandano al quel paese, prova a sentire la Quantum. www.quantum.com che hanno realizzato un sistema denominato "zero speed" per evitare i rollii quando sei in rada.

[Livio Orsini]

carnifex visita il sito dell?università di Ancona; nella sezione dedicata all'uso di Mathlab trovi esempi e discussioni di controlli (Nave e Boeing) che ti potrebbero fornire spunti interesanti.

[carnifex]

Ringrazio tutti quelli che hanno risposto, sto cercando di risolvere.

Ho impostato per adesso un PID che sembra rispondere abbastanza bene in un intervallo di frequenze piuttosto ampio.

Ciao

Emanuele

[tatoccolo]

Ciao Emanuele!

anch'io devo realizzare come progetto universitario un controllore per l'angolo di rollio di una nave ma purtroppo sono proprio agli inizi e non so neanche come impostare il problema! Posso chiederti che equazione hai usato per descrivere la variazione dell'angolo di rollio? (la funzione di trasferimento del processo). Ad ogni modo io non devo programmare un PID ma devo implementare un controllore ad hoc con sintesi in s... come posso muovermi?

Grazie,

chiunque abbia voglia di rispondermi aspetto aiuti!!!

Ciao Riccardo