Форум РадиоКот

Собрал я терморегулятор на МК - задача у него теоретически "простая" - поддерживать заданную температуру в пределах +-5 градусов, к примеру. На практике же получилось вот что - если управлять нагревом тупо вкл/выкл, из-за избытка мощности нагревателя, теплоемкости и теплового сопротивления в системе нагреватель - датчик получается такая вот картина:


Синий график - температура, оранжевый - мощность на нагревателе в % от максимальной; по оси х - секунды. Заданная t - 100С. Точность, понятно, ни в какие ворота.
Попробовал регулировать мощность в зависимости от разности заданной и фактической температуры - пока "на глазок" - результат получше, но все равно далеко от желаемого:


Тут примерно до 120-й секунды - "выход на режим" - все еще большой избыток мощи - большой перегрев в начале. Дальше держится в пределах +-3 градуса. Примерно на 170 секунде включил отбор тепла от нагревателя (обдувал феном) - средняя t снизилась, "ход" температуры увеличился.

Посоветуйте какой-нить хитрый алгоритм управления мощностью, чтобы:
1) - быстро устанавливался режим.
2) - поддерживалась t с заданной точностью, причем как при работе с отбором тепла от нагревателя, так и без оного - "вхолостую".

Увы надо выбирать или быстрый нагрев - тогда 100% мощности, или "нарезанная" мощность - но не такой быстрый нагрев.
Что касается точности поддержания температуры - сложно выбрать "правильное" место размещения датчика. Наверное правильнее делать мультисенсорную систему (3..10 датчиков) и хитрющий алгоритм оюработки

Вот на графиках видно, что по достижении заданной температуры нагреватель выключается, а температура продолжает расти "по инерции", получается сильный перегрев. Надо как-то выбрать момент , чтобы заблаговременно, до достижения заданной t вырубать нагрев, чтоб "по инерции" t дошла до нужного значения. Вопрос как это сделать? Может, дифференцировать температуру и по производной корректировать мощность? Что касается расположения датчика - тут ничего поделать я не могу - нагреватель - стеклокерамическая пластина с заделанным внутрь терморезистором. Менять конструкцию не представляется возможным.

Вам поможет только прогнозирование.
Фильтр Калмана предлагать не буду.
Как самое простое - снять характеристики и попытаться учесть их в алгоритме, считаем сколько ремени включено и далее принимаем решение

1. Сократить энерцию реакции нагреватель - датчик принудительным обдувом последнего. То же, что и конвекция воздуха.
2. Как Meteor рекомендовал "нарезать" мощность, т.е. аппроксимировать нагрев разбив его на участки, задав для каждого максимальную мощность. Инерцию "вылета" сократите, но время выхода в режим увеличите.
3. ПИД регулирование. Вот где есть развернутся меняя коэффициенты и параметры настроек. Лучше принципа ПИД нагрева не встречал.

Здравствуйте. Может поможет оттолкнуться этот документ от ATMEL http://www.atmel.com/dyn/resources/prod ... oc2558.pdf

Вот что пока наработал: "продифференцировал" температуру (точнее - отсчеты АЦП) с периодом 1с - желтый график (с 5х "зумом" для наглядности).

Вот думаю значение этой производной отмасштабировать до какого-то значения мощи, добавить мощность, необходимую для поддержания t, посмотреть что получится.

Meteor писал(а):Как самое простое - снять характеристики и попытаться учесть их в алгоритме, считаем сколько ремени включено и далее принимаем решение

это уже сделано с самого начала - для каждой температуры своя мощность. Мощность у меня регулируется ШИМ'ом с шагом 1/32

asteroid7 писал(а):1. Сократить энерцию реакции нагреватель - датчик принудительным обдувом последнего. То же, что и конвекция воздуха.
2. Как Meteor рекомендовал "нарезать" мощность, т.е. аппроксимировать нагрев разбив его на участки, задав для каждого максимальную мощность. Инерцию "вылета" сократите, но время выхода в режим увеличите.
3. ПИД регулирование. Вот где есть развернутся меняя коэффициенты и параметры настроек. Лучше принципа ПИД нагрева не встречал.

1. Не годится, конструкцию нагревателя описывал выше.
2. Сделано, но медленно разогревается, вначале "форсирую" нагрев большой мощностью, пока промахиваюсь.
3. Вот к этому и иду вроде.
akl, сейчас гляну.

akl,спасибо, вроде то что надо. Да и вообще сейчас почитаю про ПИД-регулировку, а то сижу тут велосипед изобретаю, а оказывается, "все уже украдено до нас"(с)

Так с этого и надо было начинать- Теория автоматического управления

Meteor писал(а):Так с этого и надо было начинать- Теория автоматического управления

Дык кабы я знал, с чего начинать:) Была проблема - я описал. А что есть готовое решение - не знал. Хреново все-таки быть неучем Пойти чтоль учиться на старости лет? Зато до ПД-регулировки я хоть сам допетрил (скромно так ).

Собственно, Вам уже ответили- надо вдаваться в дебри ТАУ и ПИД.
Если нагреваемый объект- неизменной массы, нагревается всегда до одной температуры- то вполне достаточно экспериментально определить границы перехода от одной интенсивности нагрева к другой.
Если эхти величины- переменные, то надо строить систему ПИД.
Мне в скором времени предстоит решать подобную задачу. Мысли о её реализации уже есть.

Помимо всего этого повороши в периодике следующие статьи:

1. Еременко С. В. Математическая модель состояния воздушной среды инкубационной камеры. http://www.seveks.ru/mаtemat_model.htm/
2. Денисенко В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации. «Современные технологии автоматизации», 2006, №4, с. 66-74, 2007, №1, с. 78-88.
3. Денисенко В. ПИД-регуляторы: вопросы реализации. «Современные технологии автоматизации», 2007, №4, с. 86-97. 2008, №1, с. 86-99.

Для первого восприятия они тяжеловаты, но тем не менее очень много полезного можно причерпнуть. Если очень припечет, то могу прикрепить эти статьи а фомате Word по спец.заявке

ST_A, спасибо, скачал, почитаю как время будет. С картинками - это хорошо:) А первую статью я коллеге на работе подсуну - у него как раз в инкубаторе проблемы с влажностью:)

Курсовик на 4м курсе делал, точь в точь регулирование нагрева котла по температуре теплоносителя.
Чистый Пид регулятор, плюс адаптировать регулирование под дискретное управление. Эх где те времена. Могу наверное поискать, правда придется еще найти 3.5'' дисковод

Если проблема с дисковводами, то пока у меня еще уцелел один штабель на 3,5" и второй на 5,25", пока не пускаю под нож их. А так пора давно содержимое дискет перенести на винт и оптические носители.

Вот что вам поможет:
http://microsin.ru/content/view/803/44/

Коллеги, спасибо огромное, обязательно все изучу, как время будет - сейчас его вдруг стало катастрофически мало, а основной работы - много. Сейчас подбираю коэффициенты наугад, смотрю что получается, пытаюсь систематизировать. Времени уходит много - остывает штукенция медленно, зараза. Вот один из графиков, - было и получше (практически идеально), но картинку не сохранил и коэф-ты не записал