|
|
Есть объект управления (инкубатор для новорожденных) и ПИД-регулятор, например, для поддержания влаги (там ещё 3 других ПИД-регуляторов будет, для других контуров). ПИД-регулятор имеет все звенья (П-, И-, Д-). Относительная влажность поддерживается путём испарения воды.
Мощность, подаваемая на испаритель, напрямую зависит от скорости притока свежего воздуха в инкубатор (скорость притока [л/мин] определяет количество воды в заданном объёме [мл/мин] для задданой температуры и влажности, зная производительность испарителя, температуру воздуха и установленную относительную влажность, можно посчитать требуемую мощность для испарения заданного количества воды; эта функция известна).
При идеальных условиях (заданная температура, заданная влажность, заданная производительность испарителя, заданный поток воздуха) никакой регулятор не нужен, мощность можно определить аналитически.
Реально же аналитическую функцию вывести не удастся, много внешних факторов (основной: изменение притока воздуха, никакого датчика для определения притока воздуха не стоит). Конструктивно датчик не воткнуть (диаметр дырки, в которую устанавливается фильтр, около 10 см, воздух выходит по всей поверхности фильтра, площадь около 600 см**2). Стоят датчики относительной влажности.
Допустим, я оптимально настроил ПИД-регулятор на величину притока 20 л/мин.
Первый вопрос:
Каковы пределы устойчивости регулятора? Есть какие-нибудь методики (кроме экспериментальных, которые очень много времени и сил отнимают), которые позволяют оценить устойчивость?
Сложность в том, что передаточная функция объекта управления неизвестна (очень много влияющих факторов на процесс испарения воды). Умная книжка не помогает в такой ситуации.
Если воздушный фильтр засорился, то скорость потока будет 1 л/мин, скорее всего, регулятор влажности не будет работать.
Если воздушный фильтр убрать (или сменить в процессе эксплуатации на некачественный), скорость составит 240 л/мин, регулятор тоже не будет работать.
Второй вопрос:
Есть ли какие-нибудь методики (теоретические и практические), которые позволяют установить такие коэффициенты ПИД-регулятора, что он окажется устойчивым при сильном изменении скорости потока?
Далее, у меня есть ощущение, что ПИД-регулятор не будет являться оптимальным в данном случае. Придётся экспериментировать и выбирать другой регулятор (например, пропорциональный регулятор с запоминанием и сбросом регулирующего воздействия и с введением интегральной составляющей, ПЗСИ-регулятор). Или какой-то другой.
Если кто-то практически работал с алгоритмами поддержания влаги на основе различных регуляторов, подскажите наиболее подходящий, пожалуйста.
E-mail: 
info@telesys.ru
