Modelado de sistemas para sistemas de control

Después de tomar clases de teoría del control como estudiante universitario, terminé sin usarlas después de graduarme. Empecé a arreglar eso iniciando un proyecto de pasatiempo en los controles. Mis libros de texto son referencias bastante buenas para la teoría, pero mi mayor problema es que no he encontrado una buena referencia para determinar los parámetros del sistema en los modelos. Por ejemplo, supongamos que tengo un sensor de temperatura ubicado a cierta distancia de un elemento calefactor, y además tiene una cantidad no trivial de masa térmica. ¿Cómo debo modelar esta no idealidad? E incluso después de haber modelado la función de error para el elemento, ¿cómo determino los coeficientes numéricos reales de los experimentos de banco?

¿Alguien aquí tiene buenos libros de texto o referencias para recomendar?

También he tenido este problema ... a pesar de que he hecho los controles de trabajo para vivir. Mi parte del trabajo de controles ha sido tratar con lo que me dan los tipos de identificación del sistema, por lo que nunca desarrollé esa habilidad tan bien como quería. Después de un tiempo, tomé un par de libros adicionales y volví a aprender cómo hacerlo en algunos casos.

El método que uso es mediante la construcción de ecuaciones lagrangianas que describen el sistema. El lagrangiano describe la energía cinética y potencial en un sistema. Descubrí que el diseño del sistema de control: una introducción a los métodos de espacio de estado (barato) en realidad tiene una referencia decente para realizar la identificación del sistema. Recomiendo revisar todos los ejemplos y problemas en el capítulo 2.

Además, el problema térmico que describe puede manejarse convirtiendo los componentes del modelo en equivalentes eléctricos. Esto se puede encontrar en el libro o buscando en Google.

He tenido una historia similar con la teoría de control. El año pasado, traté de resolver el mismo problema, pero solo tuve algo de éxito. Aprendí algunas cosas:

• Esta parte del campo se llama "identificación del sistema".

• Desafortunadamente, la mayoría de la literatura de ingeniería sobre el tema cubre la identificación dinámica del sistema, lo que significa la tarea de ajustar los parámetros de control porque, por ejemplo, la masa de su brazo robótico cambió porque recogió una caja.

• Para muchos parámetros físicos, hay pruebas que puede hacer que le darán estimaciones decentes. Por ejemplo, en los sistemas mecánicos, puede medir la rigidez de una viga al pesarla con unas pocas masas diferentes y medir qué tan lejos se desvía. Para el ejemplo específico de masa térmica, creo que su mejor apuesta es probablemente la estimación por las propiedades del material y el volumen, a menos que tenga un calorímetro.

• Para estimar las ganancias de los sistemas PID que realmente existen fuera de la computadora, he descubierto que el método Ziegler-Nichols es un buen comienzo: http://www.mstarlabs.com/control/znrule.html

• Por lo que puedo decir, el procedimiento general a menudo implica construir un prototipo con un potente actuador y luego ver cómo reacciona el sistema a las diferentes entradas. Consulte, por ejemplo, este tutorial de Matlab que describe cómo puede estimar el coeficiente de amortiguamiento y la frecuencia natural de un sistema midiendo su respuesta a una entrada escalonada (es decir, sacudir un resorte y ver cómo se mueve): http://www.me .cmu.edu / ctms / modeling / tutorial / systemidentification / mainframes.htm