Czasopismo | ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA | Rocznik 2023 - zeszyt 6

DWUPUNKTOWE METODY IDENTYFIKACJI MODELI FOLPD UŻYWANYCH DO APROKSYMACJI DYNAMIKI UKŁADÓW WIELOINERCYJNYCH

Two-point methods of FOLPD models identification used for approximation of the multi-inertial systems dynamics

10.15199/13.2023.6.4

Jędrzej Byrski

nr katalogowy: 143817
10.15199/13.2023.6.4

Streszczenie

W artykule zostaną przedstawione nowe proste wzory szybkiego wyznaczania stałej czasowej T i opóźnienia czasowego τ modelu FOLPD (First Order Lag Plus Delay). Takie modele są bardzo przydatne do szybkiej oceny dynamiki wieloinercyjnych systemów wysokiego rzędu. Rozpatrzone zostaną dwa przypadki. W pierwszym, zidentyfikowany model FOLPD powinien aproksymować dynamikę dowolnego nieznanego układu wieloinercyjnego. W drugim przypadku zostaną zidentyfikowane parametry takiego modelu FOLPD, który będzie dobrze przybliżał układ inercyjny drugiego rzędu o znanych stałych czasowych T1, T2. W obu przypadkach identyfikacja modelu FOLPD będzie wynikać z najlepszego dwupunktowego dopasowania odpowiedzi skokowych jakiegoś systemu i modelu FOLPD. W pierwszym przypadku przedstawione zostaną dwie tabele dla znanych jak i dla nowych formuł identyfikacyjnych na T i τ. W drugim przypadku zostaną podane gotowe wzory analityczne na T i τ w funkcji znanych stałych czasowych T1 i T2, bez konieczności aktywnych eksperymentów.

Abstract

In the paper the new simple formulas for the fast determination of the time constant T and the time delay τ of the First Order Lag Plus Delay (FOLPD) model will be presented. Such models are very useful for quick evaluation of the high-order multi-inertial systems dynamics. Two cases will be considered. In the first, the identified FOLPD model should approximate the dynamics of an unknown multi-inertial system. In the second case, the parameters of FOLPD model will be identified, which will well approximate the second-order inertial system with known time constants T1, T2� In both cases, the identification of the FOLPD model will result from the best two-point fit of the step responses of some system and the FOLPD model. In the first case, two tables will be present- ed for known and for new identification formulas for T and τ� In the second case, ready-made analytical formulas for T and τ as a function of the known time constants T1 and T2 will be given, which will eliminate the need of performing active experiments.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] K. Küpfmüller, Uber die dynamik der selbsttatigen verstarkungsregel, Elektrische Nachrichtentechnik, Vol. 5, No. 11, 1928, 459- 467.
[2] A. O’Dwyer, Handbook of PI and PID Controller Tuning Rules (Imperial College Press, 2009).
[3] G. H. Cohen, G. A. Coon, Theoretical Consideration of Retarded Control, Transactions of the ASME, 75, 1953, 827-834.
[4] V. Broida, L’extrapolation des reponses indicielles aperiodiques, Automatisme, T.XIV, no.3, 1969, 105-114.
[5] C. A. Smith, A. B. Copripio; Principles and Practice of Automatic Process Control (John Wiley & Sons,1985).
[6] C. L. Chen, and S. F. Yang, PI tuning based on peak amplitude ratio, Preprints of Proceedings of PID, IFAC Workshop on digital control, Terrassa, Spain, 2000, 195-198.
[7] B. Kristiansson and B. Lennartson, Robust and optimal tuning of PI and PID controllers, IEE Proceedings - Control Theory and Applications, 149, 2002, 17-25.
[8] V. Viteckova, A. Vitecek and L. Smutny, Simple PI and PID controllers tuning for monotone self-regulating plants, Preprints of Proceedings of PID, IFAC Workshop on digital control, Terrassa, Spain, 2000, 289-294.
[9] K. R. Sundaresan, P. R. Krishnaswamy, Estimation of time delay, time constant, parameters in time, frequency and Laplace domains, The Canadian Journal of Chemical Eng., 56, 257, 1977.
[10] R. C. Oldenbourg, H. Sartorius, The Dynamics of Automatic Control (The American Societty of Mechanical Engineers, New York, USA, 1948).
[11] J. G. Ziegler, N.B. Nichols, Optimum settings for automatic controllers. Transactions of ASME, 64, 1942, 759–768.
[12] H. Niemann and R. Miklos, A Simple Method for Estimation of Parameters in First order Systems, Journal of Physics, Conf. Ser. 570, 2014, 012001.
[13] V. Strejc, Näherungsverfahren für aperiodische Übergangscharakteristiken. Regelungstechnik 7, 1959, 124–128.
[14] S. Ahmed, B. Huang, and S.L. Shah, Novel identification method from step response. Control Engineering practice, 15, 2007, 545 – 556.
[15] E. Layer, Modelling of Simplified Dynamical Systems (Berlin, Verlag, 2002).
[16] J. Martin Jr., A. B. Corripio, C. L. Smith, How to select Controller Modes and Tuning Parameters from Simple Process Models, ISA Transactions 15 (4): 1976, 314-319.
[17] K. J. Åström, C. C. Hang, P. Persson & W. K. Ho, Towards intelligent PID control, Automatica, 28, 1992, 19.
[18] T.S.Schei, Automatic tuning of PID controllers based on transfer function estimation, Automatica, 30, 1994, 1983-1986.
[19] A. Leva, C. Cox & A. Ruano. Hands-on PID autotuning: a guide to better utilization, IFAC Professional Brief, 2002.
[20] C. Dey, R. Mudi, An improved auto-tuning scheme for PID controllers, ISA Transactions, 48, 2009, 396-409.
[21] G. Acioli Jr., J. B. M. dos Santos, P. R. Barros, On Simple Identification Techniques for First-Order plus Time-Delay Systems, Proceedings of the 15th IFAC Symposium on System Identification, Saint-Malo, France, 2009, 605-610.
[22] L. Chen, J. Li, R. Ding, Identification for the second-order systems based on the step response, Mathematical and Computer Modelling, Elsevier 53, 2011, 1074-1083.
[23] W. Byrski, A new method of multi-inertial systems identification by the Strejc model, Trends in Advanced Intelligent Control, Optimization and Automation, Springer International Publishing, Proceedings of the 19th Polish Control Conference, Krakow, Poland, 2017, 536–549.
[24] J. Byrski, W. Byrski, New formulas for approximation of multi-inertial systems, by the FOLPD models, based on two-point identification, Proceedings of the IASTED International Conference Modelling, Simulation and Identification (MSI 2018), July, 2018, Calgary, Canada, p.8-14, DOI:10.2316/P.2018.857-018.
[25] A. Czemplik, J. Jagodziński, Two points classical identification methods on the example of three-tank interacting and non-interacting system. 26th int. Conf. on Methods and Models in Autom. And Robot. (MMAR), Poland, pp.346-351, (2022).

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2023-6 , nr katalogowy 143817 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA- e-zeszyt (pdf) 2023-6 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	39.00 zł

Prenumerata

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

420.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna	528.00 zł brutto 488.89 zł netto 39.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

570.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	636.00 zł brutto 588.89 zł netto 47.11 zł VAT (stawka VAT 8%)

636.00 zł

Zeszyt

2023-6

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma