Systemmodellierung für Steuerungssysteme

Nachdem ich als Student Kurse in Kontrolltheorie besucht hatte, habe ich sie nach meinem Abschluss überhaupt nicht mehr benutzt. Ich habe angefangen, das zu beheben, indem ich ein Hobby-Projekt in Controls gestartet habe. Meine Lehrbücher sind ziemlich gute Referenzen für die Theorie, aber mein größtes Problem ist, dass ich keine gute Referenz zur Bestimmung von Systemparametern in Modellen gefunden habe. Angenommen, ich habe einen Temperatursensor, der in einiger Entfernung von einem Heizelement angeordnet ist und darüber hinaus eine nicht unbedeutende Menge an thermischer Masse aufweist. Wie soll ich diese Nichtidealität modellieren? Und auch nachdem ich die Fehlerfunktion für das Element modelliert habe, wie ermittle ich die tatsächlichen numerischen Koeffizienten aus Bench-Experimenten?

Hat hier jemand gute Lehrbücher oder Hinweise zu empfehlen?

Ich hatte auch dieses Problem ... obwohl ich Kontrollarbeiten für meinen Lebensunterhalt durchgeführt habe. Mein Teil der Kontrollarbeit hat sich mit dem befasst, was mir die Systemidentifikations-Leute geben, also habe ich diese Fähigkeit nie so gut entwickelt, wie ich es wollte. Nach einer Weile habe ich ein paar zusätzliche Bücher in die Hand genommen und in einigen Fällen neu gelernt, wie das geht.

Die Methode, die ich benutze, besteht darin, Lagrange-Gleichungen zu konstruieren, die das System beschreiben. Der Lagrange beschreibt die kinetische und potentielle Energie in einem System. Ich habe festgestellt, dass der Entwurf eines Steuerungssystems: Eine Einführung in Zustandsraummethoden (billig) tatsächlich eine anständige Referenz für die Durchführung der Systemidentifikation enthält. Ich empfehle, alle Beispiele und Probleme in Kapitel 2 durchzugehen.

Darüber hinaus können Sie das von Ihnen beschriebene thermische Problem lösen, indem Sie die Komponenten des Modells in elektrische Äquivalente umwandeln. Dies kann in dem Buch oder durch ein bisschen googeln gefunden werden.

Ich habe eine ähnliche Geschichte mit der Kontrolltheorie gehabt. Letztes Jahr habe ich versucht, das gleiche Problem zu lösen, aber ich war nur ein bisschen erfolgreich. Ich habe ein paar Dinge gelernt:

• Dieser Teil des Feldes wird als "Systemidentifikation" bezeichnet.

• Leider befasst sich die meiste technische Literatur zu diesem Thema mit der dynamischen Systemidentifizierung, dh der Aufgabe, Steuerparameter anzupassen, da sich beispielsweise die Masse Ihres Roboterarms geändert hat, weil er eine Schachtel aufgenommen hat.

• Für viele physikalische Parameter gibt es Tests, die Sie durchführen können, um vernünftige Schätzungen zu erhalten. In mechanischen Systemen können Sie beispielsweise die Steifigkeit eines Trägers messen, indem Sie ihn mit wenigen unterschiedlichen Massen beschweren und seine Durchbiegung messen. Für das spezifische Beispiel der thermischen Masse würde ich denken, dass Ihre beste Wahl wahrscheinlich die Schätzung der Materialeigenschaften und des Volumens ist, es sei denn, Sie haben ein Kalorimeter.

• Für die Abschätzung der Gewinne für PID-Systeme, die tatsächlich außerhalb des Computers vorhanden sind, habe ich die Ziegler-Nichols-Methode als einen guten Anfang angesehen: http://www.mstarlabs.com/control/znrule.html

• Soweit ich weiß, besteht die allgemeine Vorgehensweise häufig darin, einen Prototyp mit einem leistungsstarken Stellglied zu erstellen und dann zu sehen, wie das System auf verschiedene Eingaben reagiert. In diesem Matlab-Lernprogramm wird beispielsweise beschrieben, wie Sie den Dämpfungskoeffizienten und die Eigenfrequenz eines Systems abschätzen können, indem Sie dessen Reaktion auf eine Stufeneingabe messen (z. B. eine Feder ruckeln und sehen, wie sie wackelt): http://www.me .cmu.edu / ctms / modeling / tutorial / systemidentification / mainframes.htm