skoro piatok: adaptivne algoritmy

Čtvrtek Únor 26 18:12:16 CET 2009

Zdravim,
nevim jestli pomuzu, protoze v regulatorech se moc nevyznam, ale tak
jak to popisujete se mi vybavuje Reinforcement learning (Rikali nam o
tom kdysi na prednasce a uz si to moc nepamatuju). Udajne to dava
obcas docela dobre vysledky. Jinak nam o tom rikali v tomto predmetu:

http://perchta.fit.vutbr.cz:8000/vyuka-sin

Takze  tam mozna najdete i odkazy na nejake jine uzitecne algoritmy.
Ale jednalo se opravdu pouze o uvodni predmet.

Honza

2009/2/26 Daniel Valuch <daniel.valuch@orange.fr>:
> dakujem za obsiahlu analyzu. Nechcel som prave popisovat povodny problem
> a snazil som sa najst nejaku jednoduchsiu paralelu z bezneho zivota.
> Vyzera ze to nefungovalo :-)
> V realnom systeme je prave to oneskorenie dolezite a znemoznuje pouzit
> klasicku spatnovazobnu slucku. Preto tie "adaptivne algoritmy", lebo
> algoritmus by si mal osahat sustavu a nastavit sa tak aby minimalizoval
> odchylku viacmenej naslepo vo feed forward mode, na zaklade niekolkych
> predchadzajucich pulzov.
> Skusim teda zjednodusene popisat konkretny problem. Mame supravodivy
> rezonator s kvalitou okolo 1 milion, jeho sirka pasma je pod 1kHz,
> pracovna frekvencia okolo 700MHz. Pustime do neho pulz
> vysokofrekvencneho vykonu 1MW, ktory ma vo vnutri vytvorit napatie
> radovo 15MV. Potialto je to cele jednoduche, lebo je to viacmenej len
> ohmov zakon a RLC obvod.
> Priroda je ale mrcha a vymyslela nieco ako tlak elektromagnetickeho pola
> na prekazku. Pozname to z pritahovania sa dosiek kondenzatora, alebo z
> roztahovania zavitov cievky ked nou preteka prud. U elektromagnetickych
> poli to funguje rovnako, ale obidva pripady sa tam spajaju a pracuju
> proti nam :-) Takze zapneme pulz, napatie v rezonatore zacina stupat a
> elektromagneticke pole tlaci na steny, cim odladuje cely rezonator.
> Bavime sa o mikrometroch, ale to staci na to aby sa rezonator odladil o
> niekolko siriek pasma, takze je nepouzitelny.
> Takze s tym treba nejak bojovat. Uz davnejsie sa vymyslelo ze ked
> pouzijeme maly piezo element mozeme tlacit naspat a cele sa to
> vykompenzuje. Tento vyvinie silu radovo 10kN a potlaci naspat tie 3
> mikrometre :-) Cim vyssie napatie, tym vacsia sila, treba najst vhodnu
> velkost ktora sa postara o to aby sa obidva javy kompenzovali.
> Lenze... Ide o mechanicky system takze hociaky rozruch sa v nom siri
> maximalne rychlostou zvuku. Od momentu prilozenia napatia na piezo menic
> do stlacenia rezonatora ubehne typicky 500 mikrosekund (a viac). Dlzka
> aplikovaneho VF pulzu je radovo rovnaka, takze je nemozne pouzit
> spatnovazobnu slucku na stabilizaciu celeho deja.
> Tu nastupuje regulator, ktory si to vie cele osahat a vie sa naucit v
> akom predstihu ma ten mechanicky pulz vypustit a aka ma byt jeho velkost
> aby sa odladenie kompenzovalo na minimalnu odchylku.
> Kedze sa parametre systemu s casom menia, veci driftuju, mechanicke
> napatia sa menia, niekto vo vedlajsom baraku bucha kladivom, tie
> rezonatory navyse mechanicky osciluju (je to velky plechovy bubon). Sa
> do toho pusti jeden pulz a mechanicke oscilacie doznievaju pomerne dlho.
> Nie je mozne pouzit fixne nastavene parametre regulatora, ale tento sa
> musi priebezne adaptovat.
> Podobne systemy nie su nejak extremne zlozite, boli zrealizovane,
> funguju, ucia sa pomerne rychlo :-) a pekne konverguju uz po par
> pulzoch. Potreboval by som si danu problematiku ale osobne nastudovat a
> pochopit aby som ju vedel aplikovat u nas.
> b.
>
>
> František Burian wrote:
>> Zdravím,
>>
>>   Předpokládám, že parametry systému znáte, tedy objem nádrže, přepočet
>> 0%-100% vstupního ventilu na ekvivalent objemového průtoku. Na zadání
>> lze pohlížet jako na regulační soustavu, kde regulovaná veličina h(t) je výška
>> hladiny v nádrži (pro snažší pochopení jej přeznačím na akumulovaný objem
>> Q(t), pokud se nemění velikost nádrže, pak výšku lze zpětně dopočítat z
>> objemu), a akční veličina je vstupní objemový průtok z kohoutku u(t). Na
>> soustavu působí poruchová veličina v(t) - keporkak v nádrži, nebo ventil,
>> který odebírá tekutinu.
>>
>> Nádrž je soustava popsatelná jednoduchou _stavovou_ rovnicí
>>
>> dQ(t)= u(t) - v(t)
>>
>> Řešení úlohy je nastavit zpětnou vazbu regulačního obvodu tak, aby byla
>> stabilní, a aby byla dostatečně rychlá.
>>
>> Nádrž je jednoducká integrační soustava, operátorový přenos Fs(p) = C / p
>> Pro regulaci s nulovou ustálenou odchylkou na konstantní signál stačí P
>> regulátor, tedy Fr(p) = K
>>
>> Tedy pokud bych měl napsat rovnici regulátoru, pak by byla:
>>
>> u(t) = K * (Qž(t) - Qm(t))
>>
>> kde Qž(t) je žádaný objem v nádrži (Qž(t) = hž(t)*a*b),
>> a Qm(t) je měřený objem v nádrži (Qm(t) = hm(t)*a*b)
>>
>> Délku hadice prozatím zanedbejme, a považujme ji co nejkratší, co může být.
>>
>> Úkolem je najít K regulátoru takové, aby systém byl optimálně rychle řízen.
>>
>> Pokud máte informaci o čase otevření ventilu výstupu, můžete ji zavést
>> jako další vstup, pomáhající algoritmu ve vyjádření aspoň částečného tvaru
>> v(t), čímž docílíte rychlejší  reakce na otevření výstupního ventilu, a následný
>> pokles hladiny v nádrži bude nižší (s vlastní amplitudou výstupu by si měl poradit
>> regulátor).
>>
>> U nádrže, jakožto soustavy 1. řádu bych se nebál konstantu K nastavit zkusmo,
>> s tím, že dopravní zpoždění v hadici by muselo být co nejkratší může být (může
>> způsobit nestabilitu a rozkmitání).
>>
>> Pokud by to stále kmitalo, tak na odstranění vlivu dopravního zpoždění se používá
>> "Smithův prediktor", je to taková věc, která zjišťuje, jak se bude chovat hodnota
>> v budoucnosti.  Je to víceméně akademická věc, která se v praxi moc nepoužívá,
>> protože je silně citlivá na přesné určení doby dopravního zpoždění - což v tomhle
>> případě je justovatelné inženýrem, takže by to fungovat mohlo.
>>
>> No, a v případě, pokud to nepůjde takhle "od oka" a bude zapotřebí znát přesně
>> konstantu C soustavy, případně se tato nedejbože v čase mění, tak teprve přichází
>> můj obor, jehož laboratořemi se živím.
>>
>> Zkuste nastudovat
>> http://sites.google.com/site/modelovaniaidentifikace/
>> Zejména slidy pana docenta Petra Blahy, celé se to týká Metody Nejmenších Čtverců
>> a zjišťování parametrů soustav. Za tento semestr se pokusím na webu trošičku rozvést
>> jednotlivé modifikace MNČ pro poučené laiky (tedy příštěroční studenty), protože i já
>> uznám, že Blahovy rovnice ne každému hned na první pokus napoví "o co jde".
>>
>> MNČ má perfektní vlastnost v tom, že z nasnímaných dat je možno nejen určit
>> konstanty systému v rovnici modelu, ale i jejich varianci (přesnost), což se už
>> nikde moc nepíše.
>>
>> Případně mohu pomoci s něčím konkrétnějším, nepředpokládám regulaci výšky hladiny
>> v akváriu s verlybou s výstupem vody do místního kávovaru. :-)
>>
>> S inženýrským pozdravem,
>>
>>    František Burian
>>
>>
>
> _______________________________________________
> HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
> Hw-list@list.hw.cz
> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
>

-- 
Jan Kastil
galloth@jabbim.cz