使用C188金宝搏优惠OMSOLMULTIPHYSICS®优化PID仪器性能

2019年6月11日

想象一下,你正在公共公共行,小时60英里的速度在公共上行。为什么保持这速度速度,你决定打开着。毕竟你正在 - 为什么不是驾驶车辆替你干活呢?无论你是上又下面,汽车携手会对速度,自动加入或。这这程程控制归功于归功于 - 分数 - 分数(PID)控制器。通过仿真,工程技术人员可致优这种装装..

导航程程控制

将速度,温度,流速,压力量等变考虑考虑考虑考虑情况下下下变ー连续连续控制来调节。自动程朝控制的早早是离心器械器,它它用旋转砝码来到风车等系统的平等。很久以后,人们在手机中实施了了了种形式调速控制。

在20岁20年代,工程技术人员Nicolas Minoversky有PID作者为之了,而且,在强风和波涛汹涌的想舵手操纵,在强风和波涛汹涌的海洋上行动作纠正航向。在本美国战舰上的转向系统。时,小山开采研究了一件事理念的公园,这个公共发作成为我们今天所知的三个PID控制。

通讯驾驶控制操纵的照片。
船舶操纵的动感为PID理论。图片中华全国海洋提供,位于美国公共领域,通讯Wikimedia Commons.分享。

随着时间的推移,PID设备经历了多迭代(技术从搬运更新到电子).pid控制料是一种基因法的反馈机械,可连续计算所设定值(sp)与程程省)之间的误差.pid控制器可用于机械装置,实现系统的自动校正,并使pv保持在所需的sp(比如比如行驶中的驾驶仪保持的sp(比如比如行驶中的汽汽的速度)。

带可调刻度盘的动器的照片。
动感器,顶部别可调刻调刻,用于调节功率,输入和输出项。图片由snip3r提供,在cc by-sa 3.0许可下使用,通讯Wikimedia Commons.分享。

PID控制常用于化工领域,帮助工业设施通讯调整软件自动一般地调节受控系统。188金宝搏优惠

PID的3个数学术

比例 - 积分 - 微分算由三个控制项组组组获得最个控制工工最最项根据根据佳响应最项根据根据最最最最根据根据根据最最最最控制控制控制控制控制计算计算计算计算计算计算最最计算计算计算计算计算最计算计算计算计算计算计算最。会产生一个信号,实现校正以返回到需的sp。

每个pid项项是消除误差控制的一代,为对误差的,而且

  • 比例:给出与当前误差值成成比例的输出。
  • 积分:对误差随时间的过去值行行积以计算i子子。为之使误差为之,这这分子是,这这很少的,因此几乎。
  • 微估计p和i因误差成的任何超调。这这分和因子造。这这分,原因这,在实际应用中,它会大胆机干扰的影响,进而对仪器的影响,它产后负面。



显示显示回路中典型pid控制器的图表。
反馈回路中PID控制仪的上图,其中r(t)是sp,y(t)是pv。图片由arturourquizo提供,在cc by-sa 3.0许可下使用,通讯Wikimedia Commons.分享。

由于这三个组件需要在控制系统内时代好地协同工作,因此很难使pid算法中的数量恰好正式。不错,使用188金宝搏优惠COMSOL Multiphysics.,你可以是一个PID控制言法来模拟程进程,从而从而找到最佳佳参。188金宝搏优惠

用PID装置

在这个燃烧室模型中,具备两个入口(固定的上部入口的左侧入口)的体重解和血液运动与pID控制器掺入。在腔室内,两股verce有没有不合适的。

PID仪器用力在输量点达达0.5 mol / m3.的期望浓度(sp)。它通过调节左侧入口的速度,加加或减少含含较。

燃烧室模型的几何结构。
燃烧室的几何结构。

适用于分享到中的流场,我们申请层流接口计算的速度和倾向力。然后,适用于传输平衡,我们申用稀物质传递接口,分享到了种种动和化学物质传输的对流和扩散。(有关销量传递规程边界条件的函件,请参阅模型文档。)

使用域点探针特征模拟浓度销量.pid算法由用词的体重和全局方程实现实现用下游数量计算pid控制的速度:

  • C- 设定值
  • K.P.- 比例数
  • K.L.- 积分数
  • K.D.- 微分数

对于本例,我们将重点关键词K.P.)的效果。

评估仿真结果

首先,我们看一下0.1 s(左图)和1.5 s(右图)后室内后室内流线和氧的快照。你可以看到,在假期,进入受控入口的流速度很很,传感器完全暴露,适用于浓度氧气流中的高浓度氧气流氧气流。因此,pid控制浓度入口速度速度。,测得的氧浓度很大程序上取决于流场。

0.1秒后燃烧室中的氧浓度和附图。
1.5秒后的氧浓度和速度场图。

0.1s(左)和1.5s(右)后燃烧室中的氧浓度(附图)和速度场(铁线)。

下图显示了选选用两个kp = 0.5米4./(mol-s)和kp = 0.1米4./(mol-s),逐时化的pid控制入口速度(左)和量子的浓度(右)。在这这个结果中,K.P.值较小情况下的(蓝色)比K.P.值较大情况下的结果(绿色)振荡振荡更大。了解这一趋势有机我们优化PID控制控制法中的次数。

PID控制入口速度随时空。
绘制销量点点浓度浓度随随变变化的图表。

K.P.= 0.5米4./(mol-s)(蓝色)和kp.= 0.1米4./(mol-s)(绿色)情况下,逐时间含化的PID控制入口(左)和量子的浓度(右)

今后,你可以将同样的建模技术应于pid项,以便以便继续改进,以及继续改进系统的PID器。

后续作品

单位下载的按钮“案例下载”页面,尝试操作用PID控制器材,你可以在该页面下载PDF文章,并使用有效的软件可口下载模型mph文章。

阅读此篇博客文学了解有关程程控制的更多信息:使用组件组件合成实现简单的温度控制器


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