Стабилизатор давления

..."П" канал ПИД-регулятора как раз и борется с этим непоподанием в уставку...Kotische, 28 Февр. 09, 22:52

Разве? как я понял, П-канал как раз управляется ошибкой, и она неизбежна. Причем при малом воздействии (схема с пилой) будет приближение к настраиваемой величине, а при большом воздействии (моя схема) будут постоянные перелёты.
Но для надёжной стабилизации давления в кубе благодаря невысоким требованиям к точности и большой инерционности куба, вполне достаточно пропорционального принципа.
Считаю, что алгоритм стабилизации давления решен.

Теперь мне интересно другое приложение - к регулировке отбора. Вот там - другое дело. Если в кубе отклик почти мгновенный, то в колонне отклик поздний, и еще предстоит поработать, чтобы с ним разобраться.
Как раз экспериментирую

Наверное "И" канал.

Я специально на стал ставить усилитель рассогласования с соответствующими ПИД параметрами. Их трудно определить из головы, да и без хорошего осцилла не настроить на железе. Здесь точности не требуется, даже простейшая схема будет работать.

Схема с гистерезисом и ШИМом отличаются следующим. Схема с ШИМ, без "И" регулятора всегда будет давать некоторое отклонение от уставки. Это отклонение зависит от параметров системы и, в данном случае будет небольшим. Если грубо, то величину ошибки можно определить из выражения

Ошибка=АмплитудаПилы * (2*Рнужное/Рнагревателей - 1)

Т.е. если Рнагревателей=2*Рнужное, то ошибка будет равна нулю (требуемая скважность - половина времени, и среднее значение пилы равно уставке). А если Рнагревателей=Рнужное (т.е. хватает только только и нагреватель все время должен быть включен), то ошибка будет равна амплитуде пилы (т.е. половине значения пик-пик). Изменяя амплитуду пилы мы можем легко регулировать ошибку. А правильно задав мощность нагревателей сведем ее к нулю.

Схема с гистерезисом тоже дает ошибку, но немного другого типа. Средняя ошибка будет определяться по похожей формуле, т.е. тоже пропорциональна (2*Рнужное/Рнагревателей - 1) и правильным выбором мощности мы тоже можем свести ее к нулю.

Но вот болтанка вверх и вниз определяется уже не параметрами пилы, как в ШИМ, а постоянными времени объекта. Т.е., при прочих равных, минимально возможная ошибка оказывается не менее, чем ошибка ШИМ (правильно настроенного по времени). А, при большой инерционности, она может оказаться гораздо больше. Она тоже будет обратно пропорциональна гистерезису, до только до некоторой степени. Даже при нулевом гистерезисе систему все равно будет болтать.

ШИМ гораздо менее склонна к болтанке сама по себе, за счет наличия линейного участка на регулировке. Т.е. при выполнении некоторых условий ее ее не будет болтать совсем. А с правильно подобранными параметрами ПИД болтанку можно убрать практически в любой ситуации.

Это весма грубые рассуждения исключительно для общего понимания разницы.

Наверное "И" канал.Rudy, 28 Февр. 09, 23:41

Да, прошу прощения, описался... 

 Хочу подвести итоги первой части эксперимента по проверке работы Измерителя-Реулятора Давления.
Итоговую схему привожу на рисунке. Она состоит из двух половин. Верхняя это схема Руди и покупной цифровой вольтметр неизвестного автора. Нижняя часть это схема Игоря, приспособленная в часте коммутации тенов к моим реалиям.

 Вольтметр была задумка превратить в конкретный показометр, чтобы к чему нибудь привязать показания.
В вольтметре для начала (для изменения шкалы) я выкусил резистор со входа на землю, уменьшил входной ограничивающий резистор с 47 до 5,1 кОм. Не помогло - вместо 1В (на 10кПА) стал показывать 5.
Тогда я собрал усилитель, предложенный руди. Включил параллельно механический манометр и нашу схему, прогрел куб. Стабилизировал давление на 10 мм рт. столба. И, крутя подстроечник, довел показания шкалы прибора до 10,0В Проверил при понижении и повышении давления. Работает.
То есть показометр запоказывал мм рт. столба.
На картинке 11 мм, захлеб в моем случае начинается на 11,4 мм рт столба.

 Далее показалось неизящным мм мерять.
Сделал по другому. Ввел колонну в начало захлеба ( с помощью этого регулятора оказалось возможным балансировать какое то время на самой начальной стадии захлеба). И накрутил Кусиления так, чтобы индикатор показал 10.0. То есть теперь, я посчитал, он показывает 100% давления, при котором колонна еще не хлебает. Потом крутанул подстроечник в регуляторе так, чтобы показометр начал показывать 09,5. Считал так
100 у меня кажет, когда давление 11,5мм рт столба - начало захлеба - 100% мощности
Без учета ненулевых начальных показаний уменьшение индикации на 5 единиц уменьшит происходит при уменьшении давления на 0.575мм рт ст. Или примерно на 5 процентов подводимой мощности. То есть колонна будет стоять в почти предзахлебе, но не захлебнется.
Жду уже второй час - все стабильно. Сейчас отгоню литр вылитой в куб смеси головы и хвоста - посмотрю как и что будет происходить с захлебом при изменении спиртуозности содержимого в кубе и постоянстве давления..

По измерителю вроде все, жду критики старших товарищей.

По регулятору ничего нового, моргает 5 секунд он и семь офф с переходным подмигиванием. Давление пляшет в противофазе с включением тена в пределах трех десятых мм.рт. столба. То есть тен включается, когда на показометре, к примеру, 10,6 а отключается когда 10,9...

А где ШИМовский регулятор?

Шимовский регулятор будет завтра, надеюсь.
Я в мастерской осциллоскоп реквизирую, хочу посмотреть на сигналы собственными глазами, кроме лампочки.
Будет, будет ШИМ... тем более я теперь показометром могу болтанку сравнивать уже количественно, а не только на слух по гулу колонны.

Я бы сказал, что по всем параметрам этого соверженно достаточно. Единственное, что полезно доделать - завести в схему термометр, который бы жестко отключал ТЭНы при превышении заданного значения - порядка 105 - 110 *С. Причем этот темометр можно сделать отдельным - просто терморез установленный на корпусе бака рядом с ТЭНами.

Игорь223, Поздравляю! Выходные прошли не зря.

У меня пара ремарок, совсем непринципиальных.
1. Может я ошибаюсь (Руди, помогай!), если на вторую ножку верхнего компаратора бросить плюс 5 вольт через цепочку потенциометр-резистор, можно настроить нулевые показания показометра при нулевом давлении. Номиналы раз в 20-25 раз больше, чем цепочка, идущая на минус. 10кОм резистор и 250-500 кОм потенциометр подойдут. Примерно. Этим потенциометром будет устанавливаться ноль, а тем, что уже есть на схеме - масштаб. При настройке понадобится два-три раза перенастроить, будет взаимное влияние потенциометров.
Настроить ноль надо точно до момента нулевых показаний. Если переборщить, он будет отрываться от нуля при каком-то начальном давлении.

2. Тумблер, переключающий показометр со второй ножки среднего компаратора на третью и обратно будет весьма кстати.

И третье, совсем непринципиальное. Ток в транзисторах не превышает 12 миллиампер, там без проблем работали бы и КТ315 с любой буквой.

Все точно. Только сверху не компаратор, а опер - LM358.

 Первое и второе на практике не надо, если оперировать тем довольно узким приложением, в котором сосредоточены наши интересы (в районе захлеба, остальное относительно).
По поводу третьего - на моем рабочем чтоле до сих пор лежит пара классики моей юности. Но в интернет лезть было лень, уточнять токи, поэтому поставил с запасом.
Кстати, резисторы в коллекторе критичны для разных твердых реле, вполне возможны номиналы на почти порядок меньшие.
А схема-то работает как часы!!!

А куда же ей, бедной, деваться-то? Ежели работать не будет, так ты же ей бо-бо и ай-яй-яй устроишь.

Руди, включил схему ШИМ.
Попалась бракованная мелкосхема стабилизатора. На выходе было около десяти вольт, кренка грелась как кипятильник - пока разобрался - прошло пару минут.
Поменял, впаял на ее место другую. Не мигает лампочка, а осцилл ьолько завтра...
Вопрос - операционик и датчик МПХ при подачи по питанию вместо пяти вольт  десять - будут ли живы или менять не глядя (не хотелось бы, на макетке в три этажа монтаж)?

игорь223 - блокировочные конденсаторы (0.1 мкФ) по входу и выходу на землю не забыл? Иногда самовозбуждается с непредсказуемым результатом.

MPX могла и улететь, у нее максимальное напряжение- 5.25В. Опер - до 36, должен работать. Ткни тестером в выход MPX, все поймешь.

Датчик не столь жалк, к нему три провода припаяно. А схему я часа три раял, высунув от усердия язык.
Но седня масленницу провожаем, чучелко палим, уже на бровях слегка... завтра разберемся... а сегодня первый день весны, широкая масленница и жены хотят праздника...

Игорь223, посмотрел я еще раз на кт815.... А нафиг они надо?
Такой-же самый транзистор NPN сидит на выходе в ЛМ-ке. Нужно узнать ток открытия реле (максимум миллиампер 10), по этому току и напряжению (5 минус 0,7 = 4,3 вольт) посчитать сопротивление. Вот такое сопротивление кинуть с +5 на выход компаратора, с него - прямо на плюсовый вход диода реле, минусовый вход - на минус. При закрытом транзисторе в компараторе реле включено, открываясь, транзистор коротит светодиод точно так-же, как он коротит базовый переход 815-го. Эффект тот-же.

Разумеется, переделывать нельзя, ибо лучшее - враг хорошего.

После реплики Игоря посмотрел на схему [сообщение #12371] Да, там транзисторы не нужны совсем . Нужно подключить выход компаратора через светодиод (оптрона) и резистор к питанию. Будет то же самое.