Richtig regeln, ja aber wie...?

Heyho!

Ich weiß allein nicht weiter also ist es mal wieder an der Zeit die Experten um Rat zu fragen...

Das Problem ist folgendes:
Ich kann einen Thermostaten +100.0 bis -100.0% regeln, d.h. je 1000 schritte heizen und kühlen was ja schonmal purer Luxus ist. Die bekomme ich aber mit dem LabVIEW-PID nicht sauber geregelt. Autotuning ermittelt ein P von 200 (klingt viel, sind ja aber nur 20% Leistung bei 1 Grad Abweichung), ein I was ungefähr die Zeitkonstante der Messtrecke hat (passt also ganz gut) und das D des Reglers weiß ich nicht mehr insgesamt eine sehr Träge Regelung, die ich selbst aber leider auch nicht besser in bekommen habe...
Nun liegt es leider in der Natur des PID dass 0 = 0 ist und jede Abweichung halt stumpf mit dem K-Wert multipliziert wird. In der Praxis schwingt meine Kiste aber entweder schön über oder ist schnarchlangsam, weil schon 10 Grad vorher die Heizung runter gefahren wird. Wir haben ein kommerzielles Gerät, was länger stark heizt und dafür bereits kurz vor dem Überschwingen durch kühlen "bremst". Trotzdem ist die Regelung trotz angeblich ausschliesslich P-Anteil auf 0.01 K (abs) genau.

Habt ihr also evtl. Tipps für mich wie ich solch eine Regelung in LV realisieren kann? Der PID von LV macht nicht wirklich was er soll und den Fuzzy-Regler habe ich bisher nie zum laufen bekommen.

Im Grunde genommen ist mein Regelproblem recht einfach, da der Thermostat so viel Heiz- und Kühlleistung hat, dass die Temperaturen sich im Bereich 0-150 Grad fast schnurgerade ändern. Die Zeit bis 100% Umkehr der Leistung ihre Wirkung zeigen kenne ich auch, genau wie die Verzögerung zwischen Thermostat und externer Erfassung der Stellgröße. Bloß umgesetzt bekomme ich es nicht...

Gruß,
Dennis

Anzeige

Hallo,
Ich denke, dein Regelproblem hat erstmal nix mit LabVIEW zu tun...
Versuch doch einfach mal deinen PID-Regler nach den "allgemeinen Regeln von Ziegler/Nichols's" einzustellen.
Also betreibe den Regler erstmal nur als reinen P-Regler. Erhöhe den P-Anteil bis das System schwingt.
Die "Einstellregeln" für Kp, Ki und Kd findest du wie gesagt bei "Ziegler/Nichols's"

Es sei noch erwähnt, daß die "reine Lehre" nur gilt, wenn es keine Begrenzung der Heiz-/Kühlleistung gibt. Diese Bedingung ist bei Heiz/Kühlsystemen so gut wie nie erfüllt. Du bestätigst das selbst, indem Du von einer "schnurgeraden Änderung der Temperaturen" sprichst. Das ist doch so zu verstehen, daß die Heiz/Kühlleistung (zumindes bei großen Anbweichungen) am Anschlag ist, d.h mit konstanter Leistung arbeitet. Die konstante Leistung bewirkt eine lineare Temperaturänderung.
Wenn das so ist, dann ist die Verwendung eines Integrators, wenn überhaupt, nur mit Tricks möglich. Die Interator läuft nämlich in der Zeit der Übersteuerung nach sonstwohin weg. Um ihn trotzdem verwenden zu können, muß er z.B. angehalten werden, um im passenden Moment, wenn das Gleichgewicht fast erreicht ist, mit den richtigen Anfangsbedingungen wieder zugeschaltet werden. Aber das zu optimieren ist schon wieder eine Wissenschaft für sich.
Das beste ist, wenn man am Regler Totzeiten vermeidet und die Proportionalverstärkung so hoch treiben kann, daß man mit der verbleibenden statischen Regelabweichung (d.h. ohne Integrator) leben kann.

Heyho!

Entschuldigt bitte die ausbleibende Antwort - das ist kein Desinteresse sondern Unistress. Obendrein waren wir noch nen paar Tage in Berlin auf Seminar und das Hotel wollte freche 10€ am Tag für Internet. Eigentlich hatte ich auch ne Mailbenachrichtigung an - mal in den Spamfilter sschauen... -_-

Also...

Ziegler Nichols und wie sie alle heißen hab ich durch - das taugt alles nix. Heißt nicht, dass es am Parametrieren liegt, vielmehr an LV's seltsamem PID-Regler. Sobald man selbst an I und D schraubt arbeitet er ganz merkwürdig und wirft öfter mal abwechselnd positive und negative Werte raus - sogar mit großer Amplitude. Ja, was soll mein Thermostat denn dazu sagen...

Wie gesagt - Zeitkonstanten des Geräts und bis zum Fühler sind bekannt und ja, im Bereich wo er laufen soll (50-150) ist das Ding fast schnurgerade. Müßte etwa 3 KW Heiz und 1.5 KW Kühlleisung effektiv haben. Und statt Wasser läuft Marlotherm -> Cp. Es geht mir halt einerseits darum, die Regelung noch ein wenig "vorausschauender" zu machen wie das Kommerzielle Gerät, was nen paar Grad vorher schon "vollgas gegensteuert" und andererseits um den zickigen PID im LabVIEW.

@Lucki: Nein, am Anschlag ist der Regler nicht. Wenn man nur P nimmt läuft er schön sauber zum Ziel, halt langsam und null vorausschauend, da "null gleich null" ist und nur Abweichungen nach oben und unten mit Faktor ausgespuckt werden - klar. Aber I macht überhaupt nicht was es soll - da kommen dann halt plötzlich von plus nach minus springende Werte und andere Phänomene raus. Über nen reinen PD hab ich noch gar nicht nachgedach - gute Idee. Das I ist mir egal - die Regelabweichung wird zur Not per Kennlinie korregiert...

Ja, und nun verratet mir doch nochmal was zum Fuzzy - ich hab nach wie vor nicht verstanden wie man den im LV anlegt. Oder muß man die ganzen Matrizen etc. selbst ausrechnen und LV das Endergebnis liefern - das wäre mir dann leider zu tief in der Theorie. Ansonsten wären meine Parameter ganz einfach. Jeweils 5 Temperauren von "(viel)zu kalt/heiß" und halt "paßt" und dasselbe fürs d/dt. Auch die Flanken kann ich recht gut abschätzen. Tja, aber wie nun weiter? Wo kommen diese Infos in den LV Fuzzy-Regler?

Ansonsten werd' ich die Tage nochmal etwas spielen und berichten, ob PD klappt. Hatte ich aber AFAIK auch schonmal und es funktionierte auch nicht richtig. Wenn der nicht sogar nich schlechter als PI lief....
Ich habe Systembedingt ein recht großes P und hatte auch mal den Verdacht, das würde den Regler sprengen aber auch normiert sah alles genau so aus. Darum hab' ich mich dann zugunsten der "wahren" Kp~1500 wieder gegen diese entschieden. I und D sind ja eh beides Zeitkonstanten während P direkt die Ausgangsamplitude beeinflusst.

Beste Grüße,
Dennis

Sorry, wenn ich nerve aber es gibt da schon wieder eine Regelaufgabe bei der ich evtl. Hilfe brauchen kann:

Ich möchte eine Pumpe/Waage-Dosierung mit max. so um die 50 mL Fördermenge in 30-90 min aufbauen - gibts bei uns schon X-fach am Mettler RC1, Chemisens - sogar mit "good old" Testpoint war es ganz einfach: Menge soll/Menge ist und aktuellen Stellwert mal diesen Faktor mit Begrenzung nach oben und unten. Nicht ganz perfekt aber nach 5-10 sec lief die Sache rund.
Nun habe ich aber1 und prinzipiell ist das genau das, was der reine P-Regler machen sollte, da es ja bei der richtigen Pumpleistung auch keine Abweichung gibt. Leider erinnere ich mich auch an einen Kollegen, der es nach über einer Woche mit dem reinen P-Regler aufgegeben hat und einen großen I-Anteil zugeschaltet hat. Er kann das, da conti-Anlage, ich möchte aber nict, dass mir mein 500 mL-Pott überläuft und reproduzierbarkeit wär' auch ganz schön.

So hat er es versucht: Waage (GB3002 mit 2 Nachkommastellen) mit 2 Hz ausgelesen, über 3 sek differenziert und das Integral als g/h skaliert in den Regler geschickt. Der gibt 0-10 V an eine Pumpe raus, was 0-180 Hüben pro min entspricht. Den Hub stellen wir immer so ein, dass sie bei 120-140 läuft, damit die Hübe nicht zu groß werden. Lässt sich weiterhin auch besser regeln.

Könnt ihr einen Fehler entdecken? Wie gesagt - er hat's nicht hinbekommen und ist eigentlich recht fit in LV. Das war btw. die Frage, die ich mal wegen eines "Linearreglers" gestellt hatte, da die das PID-Modul damals noch nicht hatten.

Achja - zur ursprünglichen Fuzzy-Frage: Inzwischen hab' ich das PDF auf der Installations-DVD und den darin erläuterten Assistenten entdeckt - hättet ihr mir ja auch mal sagen können...;)Tja, das kommt davon, wenn man nur noch automatisch vom Server installiert. Hätte man den Hintern erhoben, die DVD vom Chef geholt und eingelegt wäre das PDF wohl im Autostart erwähnt worden. Und ganz ehrlich: Das Ding ist nicht mal schlecht geschrieben. Viel besser ist der PID in meinen beiden RT-Büchern auch nicht erklärt.

Gruß,
Dennis

Soooo - sieht doch gar nicht mal so schlecht aus, zumindest 100* besser als bei meinem Komilitonen. Gut, er schwingt noch ein bisschen aber das kann am "Puffer" von 2 sek für die Differenzierung liegen, da der auf 1 min hochgerechnete Wert sonst zu sehr springen würde. Aber der Regler läuft schön schnell (und ohne Überschwinger - das ist wichtig) an und der Waagenwert oben läuft doch schöööön linear, oder?!

Mal schaun, ob ich über Ostern noch etwas zum Basteln komme. Es soll wie gesagt noch eine Abschaltbedingung dazu, sobald die Dosiermenge erreicht ist und dann geht das Ganze als sub-VI ins Kalorimeter *BG*.