controle PID, didatico

[norad58]

Na eletrônica pode ser estudado os circuitos amplificadores operacionais Diferenciador, Integrador e proporcional, sem necessitar se aprofundar muitos nos calculos de nivel superior, apesar que para conhecer de modo aprofundado o PID, tem que se estudar os calculos matematicos. Dependendo do arranjo de R e C num circuito amplificador operacional será determinado o tipo de circuito PID.
Dependendo da aplicação pode ser encontrado circuitos mistos, ou seja, circuito integrador + proporcional, integrador + diferenciador e depois proporcional, circuito integrador + proporcional e em paralelo um diferenciador com proporcional, etc.
No video do robo, sem PID, o circuito funciona como um On-OFF onde o circuito aplica ao motor um valor de deslocamento fixo pra um lado e para outro, no ponto onde deveria freiar, assim o sistema entra em oscilação.
Com PID, o robo ao se aproximar do objeto, usando por exemplo o circuito proporcional, cujo valor de deslocamento aplicado ao motor depende de uma certa distancia até o ponto de parada do robo. Com o calculo de integração, pode ser criado intervalos ou se aplicar proporções menores de deslocamento ao robo para que chegue ao ponto de freiagem de modo mais suave. Pode ser calculado 02 valores para integração, por exemplo calcula (distancia inicial x+ distancia percorrida y)/2 em um det. intervalo de tempo, depois pega o valor calculado anterior + distancia atual percorrida/2..... Este valor calculado vai sendo aplicado ao circuito de deslocamento/motor.
Com o circuito derivativo pode ser feito varias coisas, por exemplo de um ponto x a y há um valor de aceleração, diminuindo a distancia de x a y pode ser diminuido o valor de aceleração, ou seja para um certo desvio de erro ha um valor de aceleração.
Também pode ser dividido o trecho a ser utilizado o PID em 2 ou 3 partes, onde em cada "parte" ou det. distancia, aplica se um conjunto de I e D, podendo ser aplicado proximo ao ponto de parada do robo, ou ultimo trecho a ser percorrido somente calculo com proporcional.
Para quem está começando a estudar PID sem uma aplicação pratica fica dificil enchergar como funciona o PID, no maximo que vai fazer é analisar graficos xy.
O PID pode ser aplicado a varios circuitos eletronicos onde se deseja "corrigir algo" para que chegue ao ponto "zero" ou ponto de parada o mais suave possivel com minimas oscilações.
Se falei alguma bobagem, por favor me corrijam.....

[Maffeis]

Um negocio que eu gostaria de ver
Seria um grafico assim:

Set ponint 100mm da parede
- Posição atual
- Erro
- Velocidade enviada para o motor

Isso só pra controle P controle PI PD PID

Tava lendo que tem casos que vc coloca o derivador na realimentação.

Talvez até o proprio Miller poderia levantar esses dados com o robo (Se não for pedir muito é claro)

Fazer uma rotina que a cada leitura do sensor grave esses dados tanto da posição e a saida.

Ir alterando os paramentros oq os ganhos inflenciam.

Estava pensando em fazer isso com o matlab, no robo acho mais legal, Na faculdade tem esses robos da lego duro é tempo pra mexer.

[Miller]

Um negocio que eu gostaria de ver
Seria um grafico assim:

Set ponint 100mm da parede
- Posição atual
- Erro
- Velocidade enviada para o motor

Isso só pra controle P controle PI PD PID

Tava lendo que tem casos que vc coloca o derivador na realimentação.

Talvez até o proprio Miller poderia levantar esses dados com o robo (Se não for pedir muito é claro)

Fazer uma rotina que a cada leitura do sensor grave esses dados tanto da posição e a saida.

Ir alterando os paramentros oq os ganhos inflenciam.

Estava pensando em fazer isso com o matlab, no robo acho mais legal, Na faculdade tem esses robos da lego duro é tempo pra mexer.

Desculpe mas o video não é de minha autoria.
Eu pesquisei e encontrei esse video. Que é mais didático para mostrar o conceito para os alunos.

[norad58]

Um negocio que eu gostaria de ver
Seria um grafico assim:

Set ponint 100mm da parede
- Posição atual
- Erro
- Velocidade enviada para o motor

Um exemplo simples usando somente Proporcional.
Digamos que a velocidade máxima do super robô seja 5m/s e dependendo da distancia até o ponto de parada, poderia ser atenuado a velocidade do robô(Proporcional 0-100%)

Podemos demarcar 3 trechos ou áreas em 100 metros:

<-ROBO
0---------5---------------10-----------------------------------------100
--0,1m/s------1m/s----------------------5m/s
No trecho entre 100 e 10 metros pode ser utilizada a velocidade máxima 5m/s ou seja, Proporcional 100%
No trecho entre 10 e 5 metros temos que ir reduzindo a velocidade para 1m/s ou seja, Proporcional 20%
No trecho entre 5 e ponto de parada(0) pode usar a velocidade de 0,1m/s, Proporcional 2%
O "erro" que você citou pode ser a distancia entre a posição atual e o ponto de parada.
Caso a velocidade no trecho 5 ao ponto de parada seja alto, é possível que o robô passe do ponto zero:
.........<-ROBO
-5----------0----------5---------10----------------------------------100
Tendo que retornar em outro sentido:

.....ROBO->
-5----------0----------5---------10----------------------------------100

Se não for utilizado o I e D bem ajustados o ROBO ficara de um lado e outro do ponto 0, como uma oscilação.

.................<-ROBO
-5----------0----------5---------10----------------------------------100

Na revista Elektor numero 80 de 2008 saiu um artigo interessante sobre PID, veja o vídeo com demonstração:
http://www.youtube.com/watch?v=wEhv37zyQL8

Aqui outra demonstração melhor:
http://www.youtube.com/watch?v=VGTy1MdWkhk

[ze]

eu que não me dou bem com matemática também gostei. meus calos não mais permitem pegar no lápis. mas deixa eu tentar: se 1.jpg > 1000.txt, 1.mpg > 1000.jpg. portanto 1.mpg>1000000.txt ... puts nada a ver.

Gostaria de ver um exemplo pra controlar temperatura e ainda mais longe: como seria a lógica do tal de autotuning que já vi em alguns controladores de temperatura? mais ou menos chuto que durante o auto tuning ele fica em on off e meio que mede a máxima temperatura (devido a inércia térmica) e o tempo que levou pra chegar até ela e por aí vai. onde, como, quando usar estes parâmetros durante a operação normal? pid se dá bem com contator? meu plano seria usar num cadinho que já usa contator (e com quase 0 de matemática). enfim...

[Maffeis]

Pra temperatura eu usei uns controladores da Novus foi em uma extrusora
Era um rele de estado solido que controlada os bancos de resistencia

[tcpipchip]

Aqui um TCC que eu "desorientei" sobre logica FUZZY

http://www.inf.furb.br/tcc/index.php?cd=9&tcc=593

TCPIPCHIP

[MOR_AL]

Bom.
Para quem leu o meu tutorial, deve ter noção do que é um controle PID.

1 - Primeiro eu fiz uma introdução, que mostra algumas situações cotidianas. Expliquei porque um sistema sem realimentação não funciona adequadamente. Mostrei que a inclusão de um sistema com realimentação permite melhorar o desempenho do sistema. Introduzi o conceito de PID e finalizei a introdução com a digitalização do PID.

2 - Apresentei as diretivas do trabalho.
Sistema basicamente qualitativo, pouco quantitativo. Uso de apenas as quatro operações e palavras de apenas 8 bits. Uso de um PIC de propósito geral (um PIC16F628). Mas o sistema também funciona, e melhor, para sistemas com mais de 8 bits e uC mais velozes.

3 - Mostrei a minha convenção de blocos para apresentar diagramas. É o modelo mais simples possível, em que o número de blocos é limitado apenas por um retângulo. Caso o fluxograma fique grande para colocar em uma página, introduzi o conceito de "continua em" e de "continuação de". Ambos em formato de uma circunferência.

4 – Apresentei a identificação dos blocos do sistema digital, que realiza o controle PID. Expliquei cada sinal e bloco do sistema.

5 – Introduzi as equações digitalizadas e mostrei como chegar a equação final aproximada, pronta para ser implementada no PIC (ou qualquer outro uC). Mostrei como facilitar as 4 operações no uC). Mostrei os limites impostos.

6 – Apresentei um fluxograma que mostra como se obtém o parâmetro do erro E(n).

7 – Apresentei o fluxograma que mostra como se obtém o parâmetro Somatório de E(n).

8 – Apresentei o fluxograma que mostra como se obtém o parâmetro da derivada de E(n).

Com isso mostrei como programar cada item do sistema PID.

9 – Introduzi o conceito de ajuste do PID. Apresentei um sinal padrão (degrau unitário), que melhor representa o sistema. Com isso pode-se variar os coeficientes kp, ki e kd, e verificar o efeito que a alteração de cada um deles introduz na saída do sistema.

10 – Apresentei o método Ziegler-Nichols, um método clássico de se ajustar o PID.

11 – Mostrei que este método introduz um overshoot de 25% na saída.

12 – Apresentei um método opcional, que não introduz overshoot.

13 – Mostrei 6 gráficos, 5 dos quais mostra como fazer para se chegar a um sistema sem overshoot. Nestes 5 gráficos são alterados os coeficientes kp, ki e kd, onde se pode observar claramente a influência de cada alteração na saída do sistema.

14 – Finalmente mostro algumas referências onde este assunto e a matemática necessária para entendê-lo é deduzida com detalhes, caso alguém deseje se aprofundar no assunto.

Mais mastigado que isso vai ser difícil encontrar.
Lamento, mas tenho que concluir que só não entendeu quem não chegou a ler o tutorial com um mínimo de afinco.

MOR_AL

[Maffeis]

Assim que terminar as provas vo pega essa história de bravo
jah arrumei um NTC 10K meu kit tem um tb
Uma fonte 24V/10A
falta uma lampada 24V
tava pensando em comprar um celula "peutie" tb

[Silvio51]

Aqui um TCC que eu "desorientei" sobre logica FUZZY

http://www.inf.furb.br/tcc/index.php?cd=9&tcc=593

TCPIPCHIP

Miguel... muito bom cara... muito bom mesmo.

Esta apresentação é fundamental... escrita com tamanha clareza, desmistificando a "obscuridade" da lógica FUZZY...silmples e direto.

Obrigado por compartilhar...

[edison]

........... controladores da Novus ...... um rele de estado solido que controlada os bancos de resistencia

Usei essa combinação em uma máquina de hotstamp e fiquei impressionado com o resultado.

O problema citado pelo Lelis da inércia térmica acabou ,no on-off chegava passar 15 graus do ajustado
e qdo ia corrigir em off baixava 10 graus ,com PID ficou +- 2 graus.

Prá agravar ainda tinha corrente de ar intermitente no ambiente .

O saco é programar todos os parâmetros.

[Maffeis]

Quando eu montei foi tudo meio no chute
Nunca tinha programado nem inversor nem esses controladores
Tinha sido contratado com peão pra passar fio
No fim o serviço era deixar a maquina funcionando
E programar até o clp interno do inversor e esses controladores
A maquina tinha os banco de resistência e ventiladores

Ele chegava no set point e ligava os ventiladores se subisse a temperatura além do set point o material plástico começa a estragar