Ottimizzazione Dei Pid - Vi capita quanto segue?

[mubeta]

Il PID che uso, scritto da me, in ambiente S7 in SCL, non è altro che il classico PID accademico di tipo "temporale", con intergato il feedforward e pochissime mie personalizzazioni.

Ma veniamo al "problema attuale".

Adotto qua e la il PID, il più delle volte con il solo feedforward e guadagno, senza componente integrativa e derivativa. (Per via della estrazione mentale che mi ritrovo).

Ora, mi sto occupando di un processo dove non posso assolutamente usare il feedforward, quindi mi sono apprestato a regolare meglio la componente integrativa che rispondesse alle esigenze del caso.

Quando ho introdotto e regolato la componente derivativa, regolando brutalmente il Td ad 1/4 di Ti, come ricordo si dovrebbe fare, (tali: Z. ed S.), l'uscita oscillava tra i due estremi di saturazione. Sono andato a rivedermi le tabelle, in effetti mi si dice che Td dovrebbe appunto stare attorno ad 1/4 di Ti.

Controllato che il coefficiente proporzionale fosse in una zona buona di lavoro, scopro che il Td lavora bene solo se inferiore ad 1/30 di Ti. Diciamo che ha un effetto "antidisturbo" più che anticipatore.

Non lo avevo mai notato prima. E' la prima volta che devo fare una regolazione dove la risposta di feedback è veloce al punto da rendermi conto di un fenomeno simile.

Vi è mai capitato? Potrebbe essere che il secondo metozo Z. e S. non sia del tutto valido?

Buon proficuo lavoro.

[ETR]

Dipende dal processo che stai regolando (infatti quanto tu hai citato vale come approccio solo sulla regolazione della temperatura), poi subentrano tutta una serie di considerazioni sulla stabilità del processo, sulla sua ripetibilità ecc... e dopo ci si arrangia. Per mia esperienza se hai tempo da investire, puoi calcolare i valori teorici della terna, ma alla fine per esperienza è un approccio pratico quello che frutta di più (parti dai valori base per i vari processi e poi affini le azioni del regolatore).

Se poi ci addentriamo sul dimensionamento degli attuatori, sulle risposte dei sensori, sui distrurbi del sistema, sulla velocità di calcolo e mille altre variabili, se devo essere sincero i miei libri di teoria sula regolazione PID sono ancora li a prendere polvere...

Ciao

[Livio Orsini]

Quoto in toto ETR, inoltre sconsiglio vivamente per l'ottimizzazione di basarsi su rapporti tra le varie componenti PID.

[walter.r]

Anch'io ti porto una esperienza pratica.....

Non ho mai usato un derivativo che fosse più grande di un rapporto 1:30, 1:40 con l'integrale, pena, quasi sempre, di grosse oscillazioni o instabilità.

Quando posso, non lo uso proprio......

[mf2hd]

Potrebbe essere che il secondo metozo Z. e S. non sia del tutto valido?

Una curiosita', cos'e' "il secondo metodo Z. e S." ?

I sistemi che in genere mi capitano di regolare non sono molto veloci e uso il primo metodo empirico di Ziegler/Nichols, quello dell' oscillazione critica.

Raramente mi trovo ad utilizzare anche la componente derivativa, ma quelle volte che e' capitato i valori ottenuti dalle formule di Z/N sono risultati buoni, almeno per portare ad una condizione di regime stabile, al limite da affinare un po'.

L' importante e' avere un po' di pazienza nel trovare il valore della banda proporzionale critica, affinche' l' oscillazione sia "giusta".

[mubeta]

Si, mi riferivo a costoro. Evidentemente non ho memoria per i nomi.

[mf2hd]

Si, mi riferivo a costoro.

Peccato, pensavo fosse una procedura piu' moderna dei Z/N.

Negli anni sono diventato un po' collezionista di formulette e metodi vari che molto spesso semplificano/velocizzano enormemente la taratura di un regolatore.

[Bender83]

Ciao,

ci sono svariati metodi per la taratura dei PID basati sull'analisi in frequenza del sistema, alcuni semplici altri meno ma tutti presuppongono una conoscenza approfondita, dal punto di vista teorico, del sistema.

Il metodo di Ziegler e Nichols sono sicuramente quelli più utilizzati in quanto i più semplici, però ne esistono altri leggermente più complessi ma allo stesso tempo migliori dal punto di vista della regolazione posso citare:

ISTE - Integral of Sqaured Time Weighted Error

KLV - Kessler Landau Voda

SO-OV - Some Overshoot Rule

NO-OV - No Overshoot Rule

Non mi dilungo oltre sui PID, volevo solo esprimere alcune opinioni:

- attenzione a quando si usa Ziegler-Nichols in anello chiuso, metodo che prevede di portare il sistema ad un oscillazione permanente aumentando volta per volta il guadagno fino ad un valore critico Kc, questo infatti potrebbe essere dannoso per il sistema! Ve lo sconsiglio di usarlo in una centrale nucleare....

- è vero che l'azione derivativa in molti casi non è utile ad eliminare l'errore ma potrebbe migliorare le prestazioni dinamiche del sistema.

Ma il tuning automatico dei PID (auto tuning) non è preferibile a questo punto? In tal caso però sarebbe necessario valutare se fare una taratura on-line del controllore o of-line.

[Livio Orsini]

è vero che l'azione derivativa in molti casi non è utile ad eliminare l'errore ma potrebbe migliorare le prestazioni dinamiche del sistema.

Nei controlli di velocità all'azione derivativa sull'errore è sempre preferibile un'azione derivativa basata sulla reazione (anticipo di reazione). Aumenta la velocità di risposta evitando sovraelongazioni al cambio del valore di riferimento.

L'auto tuning dei moderni azionamenti è ottimo, se eseguito in modo corretto, quando siano richieste prestazioni normali con carichi ad inerzia pressochè costante; diciamo che risolvono ottimamamente circa l'ottanta per cento dei casi.

Modificato: 26 giugno 2008 da Livio Orsini

[Bender83]

Nei controlli di velocità all'azione derivativa sull'errore è sempre preferibile un'azione derivativa basata sulla reazione (anticipo di reazione)

Intendi per caso effettuare l'azione derivativa direttamente sulla variabile da regolare misurata e portata in feedback e non sull'errore?

Sono dell'avviso che se parliamo di variazione di carico o incertezza dei disturbi l'azione del PID non sia sufficiente, e bisognerebbe introdurre l'azione combinat di più controlli come il feedforward o qualche rete neurale.

Saluti

[Livio Orsini]

1 Su tutti i driver nell'anello di velocità l'azionederivativa è ottenuta con un anticipo sulla reazione. Nei vecchi analogici era chiaramente visibile il condensatore in parallelo alla resitenza di caduta del partitore sulla tachimentirca.

2 Se studi analiticamente i due regolatori vedrai che l'effetto è quasi identico, solo che l'anticipo di reazione non è condizionato dalle variazioni di set point.