PID - Integral Windup?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18287
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

PID - Integral Windup?

Inlägg av 4kTRB »

Håller på med att uppdatera gamla kunskaper om PID-regulatorer.
Det finns något som på engelska kallas "integral windup" vilket jag nu tror innebär att
integreringen tar övertaget i PID.regulatorn och liksom
låser hela regleringen. Kan ha fel men jag har sett något som jag
känner igen från analoga PID-regulatorer med OP-förstärkare nämligen
någon typ av clamping av för höga utslag från integatorn.
Frågan är om jag är inne på rätt spår?
Användarvisningsbild
Klas-Kenny
Inlägg: 11292
Blev medlem: 17 maj 2010, 19:06:14
Ort: Växjö/Alvesta

Re: PID - Integral Windup?

Inlägg av Klas-Kenny »

Ja, i verkliga system är det ofta en god idé att begränsa integratorn.

Tex. om man reglerar varvtalet på en motor men så belastar man motorn så hårt att den helt enkelt inte orkar hålla inställt varvtal hur mycket man än gasar, under en stund.
Då kan integralen växa sig väldigt stor, vilket leder till en rejäl översläng (potentiellt maxfart under en bra stund) när belastningen väl släpper.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18287
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID - Integral Windup?

Inlägg av 4kTRB »

Bra exempel!
Tackar!
Jobbar du med pedagogik?
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18287
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID - Integral Windup?

Inlägg av 4kTRB »

Klas-Kenny skrev: 24 november 2021, 21:10:38 Ja, i verkliga system är det ofta en god idé att begränsa integratorn.

Tex. om man reglerar varvtalet på en motor men så belastar man motorn så hårt att den helt enkelt inte orkar hålla inställt varvtal hur mycket man än gasar, under en stund.
Då kan integralen växa sig väldigt stor, vilket leder till en rejäl översläng (potentiellt maxfart under en bra stund) när belastningen väl släpper.
Tur jag inte har en integrator i min Volvo 240!
Användarvisningsbild
Klas-Kenny
Inlägg: 11292
Blev medlem: 17 maj 2010, 19:06:14
Ort: Växjö/Alvesta

Re: PID - Integral Windup?

Inlägg av Klas-Kenny »

4kTRB skrev: 24 november 2021, 21:13:02 Jobbar du med pedagogik?
Nä, motorexemplet var bara det första exemplet jag kom på då det var just det jag själv pysslade med när jag lärde mig detta den hårda vägen.
Då med en liten elmotor, inte någon bil. :D
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18287
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID - Integral Windup?

Inlägg av 4kTRB »

Nu hittade jag flera sidor som tar upp frågan.
Nu har jag inte läst igenom detta, tar det i morgon. Kanske jag kan förstå texten.
http://cse.lab.imtlucca.it/~bemporad/te ... -ACC89.pdf
danei
EF Sponsor
Inlägg: 26335
Blev medlem: 2 juni 2003, 14:21:34
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: PID - Integral Windup?

Inlägg av danei »

En variant är att stoppa integratorn från att växa om utsignalen gått i taket. Men det finns ju mer avancerade och effektivare metoder lite beroende på applikation.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18287
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID - Integral Windup?

Inlägg av 4kTRB »

Har sett varianter med fönster.komparator och MAX318 som jordar insignalen till integratorn men som
är ganska kostsamma lösningar.
danei
EF Sponsor
Inlägg: 26335
Blev medlem: 2 juni 2003, 14:21:34
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: PID - Integral Windup?

Inlägg av danei »

I dagsläget implementerar man dem för det mesta digitalt.
Användarvisningsbild
Krille Krokodil
Inlägg: 4062
Blev medlem: 9 december 2005, 22:33:11
Ort: Helsingborg

Re: PID - Integral Windup?

Inlägg av Krille Krokodil »

Nämen har Karl Johan Åström skrivit den artikeln, vad oväntat att stöta på honom inom detta ämnet. :D

Min föreläsare i reglerteknik på LTH hade gjort ett mer omfattande program där man bl.a. kunde prova olika
anti-windup-metoder, det går kanske att hitta något liknande om man söker...
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26106
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Aabenraa, Danmark

Re: PID - Integral Windup?

Inlägg av Icecap »

I det projekt jag använda pid-reglering lade jag in en gräns för integralen: inte över 100%, inte under 0%. Fungerade perfa.
rikkitikkitavi
Inlägg: 14825
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: PID - Integral Windup?

Inlägg av rikkitikkitavi »

4kTRB skrev: 24 november 2021, 22:20:13 Har sett varianter med fönster.komparator och MAX318 som jordar insignalen till integratorn men som
är ganska kostsamma lösningar.
En annan variant är att begränsa integratorns storlek om man implementerar den analogt. De flesta lösningar är som danei skriver anpassade för digitala applikationer.

Jag kan rekommendera denna boken som täcker det normala reglerlitteraturren inte täcker, tex undervisningen på Reglerteknik /LTH , som ofta är väldigt teoretisk .

https://www.studentlitteratur.se/kursli ... trin/#show

Den hanterar hur man praktiskt skall göra ute i fält för att få skiten att funka. Men den är inte så teoretisk. Lagom för oss idioter som inte orkar lägga två terminer studiemedel på matteföreläsningar.
Användarvisningsbild
Klas-Kenny
Inlägg: 11292
Blev medlem: 17 maj 2010, 19:06:14
Ort: Växjö/Alvesta

Re: PID - Integral Windup?

Inlägg av Klas-Kenny »

rikkitikkitavi: Bra bokförslag!
Den kanske man skulle införskaffa.


Universitetet är ganska kass på att lära ut reglerteknik till ingenjörer. Har spenderat allt för mycket tid på matteföreläsningar och att räkna på regulatorer, simulera stegsvar osv.
Men när man sen skulle gå och göra någonting i verkligheten visar det sig att man inte har särskilt mycket användning av de teoretiska metoder man fått lära sig.

Bara en sån sak som att omsätta en PID-regulator till C-kod. Det är inte helt trivialt som nybörjare om man enbart lärt sig den matematiska (och kanske inte ens den tidsdiskreta) formeln. :wacko:
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 18287
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: PID - Integral Windup?

Inlägg av 4kTRB »

Fast där måste jag säga att en av de laborationer vi hade så baserade sig resultatet helt på att vi beräknade allt med laplacetransform innan vi ställde in regleringen och det fungerade med endast små modifieringar. Vissa förlopp är så pass långsamma att det blir tidsödande att köra trail and error.
rikkitikkitavi
Inlägg: 14825
Blev medlem: 21 juni 2003, 21:26:56
Ort: Väster om Lund (0,67 mSv)

Re: PID - Integral Windup?

Inlägg av rikkitikkitavi »

Har aldrig sett någon sitta och beräkna med laplace ute i verkligheten när man har 100 regulatorer att trimma ute i processen. Just sayin...

En av bieffekterna av de "långsamma" förloppen är att det är svårt att hitta rätt parametrar till beräkningarna. Vilket gäller överlag.

Å andra sidan har vi byggt upp modeller av hela processavsnitt både processtekniskt och reglertekniskt, så operatörerna kan torrköra och öva.

Nu pratar vi om processreglering alltså. Ibland finns det väldigt mycket redan som går att applicera, vissa processer är ju välkända och repetetiva i flera sammanhang.
Skriv svar