Изучение науки теория автоматического управление используя Garry's mod. Симуляция ПИД и ПД регуляторов

Теория автоматического управления - это дисциплина, изучающая процессы автоматического управления объектами разной физической природы. Данная наука зачастую преподаётся без достаточного количества примеров и данная игра может помочь развить интуитивное понимание данной дисциплины. Я сделал турель в garry's mod имитирующий настоящую. В данном случае реальная турель пытается навестись на пролетающий мимо самолёт. Советую сделать звук потише поскольку работа турели доольно громкая

Смотреть с 0.37

И созданная в garry's mod модель которая ведёт себя также, но пытается навестись на перекрестие моего прицела

Благодаря игре можно наблюдать работу разных типов регуляторов. Например П.И.Д.-регулятор, П.Д.-регулятор и т.д. Здесь мы можем видеть что при использвание П.Д. регулятора турель не может должным образом навестись на движущуюся цель

При использовании П.И.Д-регулятора система видит что она постоянно не добирает до своей цели и компенсирует данное отклонение

Цель данного поста показать что данная наука на самом деле очень интересна и логична. Данная игра позволяет не просто смотреть на графики передаточных характеристик, она ёще позволяет выработать некую интуицию, модель происходящих процессов в голове, даёт определённое пространство для творческого мышление, которое вы не сможете получить у настоящих систем в силу их дороговизны и недоступности. Например вы можете сделать самонаводящуюся ракету и взорвать её сколь угодно раз, перепробывая разные методы регулирования

Для тех кто никогда не сталкивался с данной дисциплиной есть замечательное видео о П.И.Д.-регуляторах

Автор поста оценил этот комментарий

Вот вроде вещь элементарная этот ПИД регулятор. А на котел, что бы заслонку открывал, закрывал до сих пор собрать не могу)))

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Также возможно вы не учли задержку по фазе у системы

Автор поста оценил этот комментарий

сейчас сменил сферу деятельности, но до этого несколько лет проработал инженером

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Ясно. Мне просто самому интересно используются ли ещё эти знания где-то. Конечно очевидно что для постройки роботов это просто необходимо

Автор поста оценил этот комментарий

Нужно, но все равно чаще всего все сводится к обучению пользователя матлаб)
По крайней мере когда я учился, и в моем инсте и в бауманке постепенно переходили к системе "освоил симулинк - зачет". Нет, конечно кто-то наверняка до сих пор учится именно тау, а не интерфейсу матлаба, но не думал что до такой степени, что дойдет до пикабу

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

В какой сфере вы работаете? Я конечно тоже освоил Matlab но всегда считал этот навык крайне не самодостаточным

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Ха ха ха:D В этом вопросе вся суть обучения ТАУ через ПИД)
Ну естественно существуют релейные системы, разомкнутые системы с самыми разнообразными регуляторами, но мы их трогать не будем. Обо всем остальном. ПИД нельзя противопоставить нелинейным, нечетким, четким, самонастраивающимся, нейронным и прочим регуляторам. Это невозможно просто потому что в той или иной степени, если мы касаемся дифф.уров, то мы говорим о ПИД. Это не какой-то конкретный регулятор, а просто сборник методов управления. Возьми простейшее апериодическое звено первого порядка - вот тебе ПИ. Форсирующее - вот и ПД. Начни менять коэффициенты регулятора и вот тебе адаптивный пид. Меняй по нелинейным законам - и вот он нелинейный пид. Добавь нейросетей и будет тебе пид с нейросетями и 17 дюймовым монитором! Иксзибит бы одобрил)  Но я толкую не про то, что пид - плохо или его не стоит изучать, это просто часть теориии автоматического управления, именно теории. А относятся к пид чаще всего потребительски, как к какой-то коробочке. И совсем забывают, что ТАУ про пид, но не про коробочку все-таки.
Я придерживаюсь мнения, что "ТАУ для чайников" - если даже не рассматривать его как пособие ( многие вещи там затронуты  лишь поверхностно, хотя и требуют большей проработки), то отличный план для изучения ТАУ. И не смотря на то, что дифференцирование и интегрирование появляется там странице на 10 наверн, про ПИД как коробочку начинают говорить в самом конце. А то получается ситуация как у туземцев, раздобывших пушки - оружие то у них есть, но все равно победит тот, кто знает как это оружие работает.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Кстати самонаводящаяся ракета здесь использует как раз релейный регулятор. Ну то есть ПД-регулятор. Но выход подается на двигатели который работает в режиме вкл/выкл. Забавное свойство такого регулятора в том что качество регулирования связано не с фактическими коэффициентами ПД составляющей, но только от соотношения П к Д составляющей

Автор поста оценил этот комментарий

Что бы температуру поддерживать. Температура больше заслонка закрывается, температура меньше заслонка открывается. Автомат поддержки температуры.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Так система у вас нелинейная. Заслонка ведь просто открывается и закрывается. Там не нужен ПИД. Максимум ПД. Хотя с задачей справится даже П

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Цель данного поста показать что данная наука на самом деле очень интересна и логична.

А мы думали, что это магия)


Для тех кто никогда не сталкивался с данной дисциплиной есть замечательное видео о П.И.Д.-регуляторах
а вот начинать изучение ТАУ с ПИДР не есть самый правильный путь) Есть риск на этих регуляторах и остановиться)

Где учишься, автор? Я уже думал, что такому в современном мире матлабов и ПЛК уже не учат нигде за ненадобностью)

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Какие ещё есть регуляторы кроме ПИД? Нелинейные типо нечётких, какие-нибудь самонастраивающиеся, на нейронных сетях?

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Цель данного поста показать что данная наука на самом деле очень интересна и логична.

А мы думали, что это магия)


Для тех кто никогда не сталкивался с данной дисциплиной есть замечательное видео о П.И.Д.-регуляторах
а вот начинать изучение ТАУ с ПИДР не есть самый правильный путь) Есть риск на этих регуляторах и остановиться)

Где учишься, автор? Я уже думал, что такому в современном мире матлабов и ПЛК уже не учат нигде за ненадобностью)

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Кстати к вопросу о ненадобностью. Разве это не нужно для инженеров а космической и оборонной сфере?

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Аффтор, дай ссылку на свое творчество в стим мастерской, если есть там, и вопрос, ты делал это с помощью Wire mod'a или тодько стандартные детали?

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
Цель данного поста показать что данная наука на самом деле очень интересна и логична.

А мы думали, что это магия)


Для тех кто никогда не сталкивался с данной дисциплиной есть замечательное видео о П.И.Д.-регуляторах
а вот начинать изучение ТАУ с ПИДР не есть самый правильный путь) Есть риск на этих регуляторах и остановиться)

Где учишься, автор? Я уже думал, что такому в современном мире матлабов и ПЛК уже не учат нигде за ненадобностью)

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Учусь в ЛЭТИ на 4 курсе

Автор поста оценил этот комментарий

Аффтор, дай ссылку на свое творчество в стим мастерской, если есть там, и вопрос, ты делал это с помощью Wire mod'a или тодько стандартные детали?

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Только wiremod