[Tanya 4]

А вот построить работающую матлабовскую модель по Вашему сообщению смог бы каждый 5-ый инженер в моем окружении - т.е. тот, кто Матлабом пользуется.

А вот понять, почему не получается то, что хочется... ни один из них не сможет - пиджак слишком хорошо отглажен.

Численный расчет нужен только для уточнения деталей, но общее поведение в различных случаях будет скрыто или даже искажено. И, возможно, никто из них (или почти все) не сможет объяснить, например, внезапный отказ.

[kovigor 5]

Самое смешное в этом деле то, что если проделать это все аналитически - то взрыв головного мозга уже произойдет при расчетах первой половины из Вашего сообщения.

Ну да, полностью согласен. Главное - перед визитом к доктору собрать все выкладки воедино, по всей квартире и в офисе. Тогда все это подошьют к истории болезни, а доктору легче будет понять, от чего именно человек спятил :)

 

[Tanya 4]

Ну да, полностью согласен. Главное - перед визитом к доктору собрать все выкладки воедино, по всей квартире и в офисе. Тогда все это подошьют к истории болезни, а доктору легче будет понять, от чего именно человек спятил :)

Неизвестно, чей мозг взорвется раньше... Вот для убежденных в том, что добрый дядя все уже вложил в программу, а нам нужно только числа подставить...

Вот как раз пример для расчета температуры нагревателя.

Есть проволочка. Медная. Некоторой длины и диаметра.

Будем пропускать через нее прямоугольные одиночные импульсы тока. С разной длительностью, но фиксированным полным зарядом. Как зависит время ее проволочной жизни от длины, диаметра, заряда и времени (проволочки) импульса? Концы термостатированы.

Еще вариант - ток линейно нарастает с разной скоростью.

[SSerge 4]

Самое смешное в этом деле то, что если проделать это все аналитически - то взрыв головного мозга уже произойдет при расчетах первой половины из Вашего сообщения.

И как пример - в моем окружении из 40 инженеров разных профилей по системам управления (из них 2 с магистерскими степенями из Кэмбриджа), примерно такие расчеты в сфере электросетей - с ТАУ, дифурами и т.д, способен сделать лишь один человек, который 20 лет только этим и занимается. Большая проблема в том, что его отчеты с трехэтажными формулами очень мало кто понимает. И применить их на практике очень сложно. Поэтому он как-то отстраненно всегда выглядит - мятый пиджак, бегающий взгляд... Ну вы поняли. :rolleyes:

Лет этак 25 (а то и 29) тому назад попала мне в руки замечательная тетрадка. С виду обычная, на 12 листов, но внутри!

Там был расчёт конструкции довольно компактного и не очень тяжёлого масс-спектрометра, его предполагалось (когда-то в светлом будущем) запустить на одном из научных спутников. С рисунками, формулами, таблицами, всё от руки, по-моему автор обошёлся даже без линейки и циркуля.

Зато там были оценки разрешающей способности, всех погрешностей, поправки к первому приближению от влияния краевых эффектов, от остаточных газов, от нестабильности питающих напряжений, поправки к поправкам, условия при которых одни погрешности от неидеальности частей частично компенсируются другими и т.д. и т.д.

Я в то время учился на втором курсе физфака и интересовался электронной оптикой.

Так вот, мне там всё (ну, почти всё. через 2 недели:) ) было понятно!

Это был первый случай когда я увидел как происходит переход от теории в учебниках к проектированию реального железа, потому и запомнил.

Это то, что сейчас называется old school.

Говорят раньше, ещё при Резерфорде, в Кэмбридже тоже так умели.

 

[syoma 1]

А вот понять, почему не получается то, что хочется... ни один из них не сможет - пиджак слишком хорошо отглажен.

Численный расчет нужен только для уточнения деталей, но общее поведение в различных случаях будет скрыто или даже искажено. И, возможно, никто из них (или почти все) не сможет объяснить, например, внезапный отказ.

 

Конечно, намек понятен. Тут как бы два подхода к решению задачи:

1. а) Умный чувак с докторской степенью по ТАУ изучает объект управления. По ней он строит различные передаточные функции и в конце концов полностью описывает поведение объекта управления.

б) Потом включает эти формулы в уравнения с обратной связью, рассчитывает по теории отклики и стабильность и аналитически выводит управления коэфициентов ПИ Контроллера.

 

2. а) Простой инженегр изучает объект управления и рисует в матлабе модель, которая повторяет поведение объекта управления.

б) Потом танцует с бубном вокруг, подбирая коэфеиценты и пытаясь создать контроллер, оптимально контролирующий данный объект, или подключает оптимизаторы, чтобы они рассчитали нужные коэфициенты.

 

Понятно, что для решения 1 пункт а наиболее затратный, а пункт б - всего лишь математика.

Для решения 2 - все наоборот. Понятно, что после пункта а мы получим черный ящик в большинстве случаев. Но часто этого оказывается достаточно для решения большинства задач.

 

Ну и подлюки буржуи расчитали, что умного чувака с докторской по ТАУ найти и платить ему не маленькую зарплату очень сложно, а оптимизатору просчитать 10000 раз модель с различными коэфициентами - очень легко.

 

[Tanya 4]

Конечно, намек понятен. Тут как бы два подхода к решению задачи:

 

Ну и подлюки буржуи расчитали, что умного чувака с докторской по ТАУ найти и платить ему не маленькую зарплату очень сложно, а оптимизатору просчитать 10000 раз модель с различными коэфициентами - очень легко.

Раз вы поняли намек, то вот конкретная задача - построить систему управления для поддержания температуры нити... С максимальной скоростью и точностью.

Вот температура ниже - мы должны либо выдать импульс тока (теплоемкость мы знаем) для нагрева, или с какой-то скоростью увеличивать ток (пусть линейно...), что более тонко. Но вот и возникают вопросы, не сгорит ли?

У меня есть уверенность, что апологеты чисто численных методов попадут впросак.

[syoma 1]

Раз вы поняли намек, то вот конкретная задача - построить систему управления для поддержания температуры нити... С максимальной скоростью и точностью.

Вот температура ниже - мы должны либо выдать импульс тока (теплоемкость мы знаем) для нагрева, или с какой-то скоростью увеличивать ток (пусть линейно...), что более тонко. Но вот и возникают вопросы, не сгорит ли?

У меня есть уверенность, что апологеты чисто численных методов попадут впросак.

Не знаю, насчет сгорит или нет, и кто такие апологеты чисто численных методов.

Но как-то система управления для поддержания температуры нити для меня не интересна. На данный момент я решаю более интересную задачу - система управления для поддержания синусоидального тока с помощью многоуровневого преобразователя напряжения на IGBT, включенного в сеть переменного тока через дроссель. Токи до 1600А, рабочее напряжение 30кВ. Т.е. есть заданный ток и текущий ток через дроссель - и если текущий ток ниже заданного, то надо добавить напряжения на выходе инвертера, и таким образом увеличить di/dt, чтобы к следующему моменту времени ток достиг заданного. И так каждые 50мкс. И токи двигаются и сеть вертится, и гармоники в сети присутствуют, а ток нужен строго синусоидальный - ПИ - контроллер работает только в неподвижных доменах, поэтому в добавок идут резонансные. А взорваться этот инвертер может этак на пару лимонов евро, если не туда ток пустить...

И решается это все в симулинке, бо ребята из Кэмбриджа пытались DSP на Cи программировать, токо не очень у них вышло.

 

[amaora 20]

Раз вы поняли намек, то вот конкретная задача - построить систему управления для поддержания температуры нити... С максимальной скоростью и точностью.

Вот температура ниже - мы должны либо выдать импульс тока (теплоемкость мы знаем) для нагрева, или с какой-то скоростью увеличивать ток (пусть линейно...), что более тонко. Но вот и возникают вопросы, не сгорит ли?

У меня есть уверенность, что апологеты чисто численных методов попадут впросак.

 

Сгорит? значит там кислород есть? Тогда надо более точно определить, что значит сгорит, она может долго углится. И другие коррозионные факторы тоже надо уточнять. Но это уже совсем не вопрос ТУ.

 

Если считать, что сгорит это температура плавления, тогда надо вычислять градиент температур, концы же термостатированы. И как здесь без численных методов? Ну мысленно можно представить, как короткий импульс условно мгновенно разогревает нить на dT градусов. На границах температура остается прежняя и начинается уход тепла, в центре нити спад температуры запаздывает больше всего. Если температуры большие и преобладают потери на излучение, то максимум в центре наверно будет не так сильно выражен. Следующий импульс тока и температура изменяется уже боле сложно, там где горячо сопротивление выше и тепла больше.

 

Прежде чем делать регулятор надо выбрать, какой будет датчик, что он будет измерять и будут ли он, или нужно регулировать без обратной связи?

 

[Tanya 4]

Сгорит? значит там кислород есть? Тогда надо более точно определить, что значит сгорит, она может долго углится. И другие коррозионные факторы тоже надо уточнять. Но это уже совсем не вопрос ТУ.

 

Если считать, что сгорит это температура плавления, тогда надо вычислять градиент температур, концы же термостатированы. И как здесь без численных методов? Ну мысленно можно представить, как короткий импульс условно мгновенно разогревает нить на dT градусов. На границах температура остается прежняя и начинается уход тепла, в центре нити спад температуры запаздывает больше всего. Если температуры большие и преобладают потери на излучение, то максимум в центре наверно будет не так сильно выражен. Следующий импульс тока и температура изменяется уже боле сложно, там где горячо сопротивление выше и тепла больше.

 

Прежде чем делать регулятор надо выбрать, какой будет датчик, что он будет измерять и будут ли он, или нужно регулировать без обратной связи?

Вы правильно почувствовали подвох.

Это задачка про плавкий предохранитель. Температуру (специально написала, что медь) можно по сопротивлению измерять. Тут сложность расчетов в том, что профиль температуры может меняться в зависимости от скорости нагрева. При критической скорости профиль температуры "взрывается" - (в какой-нибудь неоднородности возникает горб с очень большой производной по времени) вместе со счетом дифференциального уравнения. Если подавать импульсы, то предыдущие импульсы могут сформировать "плохой" профиль, после чего маленький импульс взрывает проволоку. Можно и сразу взорвать, но это совсем другая наука про взрывающиеся проволоки.

[AndreyVN 0]

Ну и подлюки буржуи расчитали, что умного чувака с докторской по ТАУ найти и платить ему не маленькую зарплату очень сложно, а оптимизатору просчитать 10000 раз модель с различными коэфициентами - очень легко.

 

10000 x 5 минут = 50000/60 минут = 833 часа /8 часов = 104 рабочих дня = 104/20 дней = 5 месяцев.

 

Как раз 'подлюки буржуи' не скупятся платить за первый из предложенных Вами вариантов. А сложность формул о которой Вы упоминали, никогда не была их достоинством, хороший инженер выделяет главное и получает простое и наглядное мат-описание имеющейся задачи, о чем говорил SSerge.

[syoma 1]

10000 x 5 минут = 50000/60 минут = 833 часа /8 часов = 104 рабочих дня = 104/20 дней = 5 месяцев.

Я говорил о матлабовском оптимизаторе. Т.е. 833 часа /24 - 35 дней.

 

Как раз 'подлюки буржуи' не скупятся платить за первый из предложенных Вами вариантов. А сложность формул о которой Вы упоминали, никогда не была их достоинством, хороший инженер выделяет главное и получает простое и наглядное мат-описание имеющейся задачи, о чем говорил SSerge.

Опыт работы с клиентами формул (кодерами, заказчиками) подсказывает, что графическая модель почти всегда нагляднее любых формул. А еще позволяет продемонстрировать реализуемость решения задачи доступным пониманию образом. А если она еще и физический смысл повторяет - вообще класс.

 

Дело в том, что все понимают, что такие задачи имеют аналитическое решение. Но если клиент видит модель и видит коэфициенты контроллера, которые с этой моделью нормально работают, и это подтверждается на практике - то клиент счастлив и ему больше ничего не нужно, даже мат-описание.

 

Ладно, я никого не убеждаю. Если ТС интересно решение задачи, он этим займется. Пусть через пару месяцев отпишется, что у него получилось.

[AlexeyW 0]

Это Вас так все здесь переубедили? Типа пошли нафиг все эти ЭВМ, Матлабы, 20 лет исследований в области компьютерного моделирования и оптимизации систем управления - будем считать, как считали наши отцы и деды - на бумажках, с линейками и после прочтения 10-и толстых книг по ТАУ. Прекрасно. Пусть разработки в России ведутся такими методами - европу вам точно не догнать.

А деды очень даже неплохо считали, да и на удивление быстро.

Никакую вещь не нужно доводить до абсурда (в обе стороны, что важно), и каждой вещи свое место. ЭВМ не заменит мозг человека, а мозг не в силах справиться со стандартными компьютерными задачами. Но ведь главная беда - в том, что программист должен грамотно провести границу между функциями человека и функциями компьютера. А вот как раз это большинство современных программистов не умеют. Даже не то что не умеют - вообще не ставят в явном виде такую задачу.

Как-то японцы опубликовали расчеты по моделированию некоего лазерного резонатора. Расчеты заняли типа нескольких суток машинного времени. Мой шеф взял да доказал, что задача решается без компьютера за полдня - просто нужно было иметь понимание происходящего.

А вот я своей жене полгода назад купил новую электродуховку AEG со всеми наворотами. ... В ускоренном режиме она выходит на заданную температуру быстрее раза в 2, но с перерегулированием, поэтому в фазу разогрева в нее нельзя ставить еду. Причем после окончания разогрева она пищит и в этот момент температура в печке уже стабильна как удав.

Вот тебе компьютерное моделирование - и теплопотери стенок они учли, и нелинейность нагревателя, и даже дверь когда открываешь - провала нет.

Думаете двадцать лет назад можно было бы рассчитать такую духовку, даже если бы нагреватель был таким же регулируемым?

Вы тут противоречите себе. Если духовка дает выброс столь большой, что еда подгорает - как можно сказать, что задача решена хорошо? :)

А с дверцей не так сложно - это наверняка не моделирование, а просто несколько опытов.

 

Ну и напоследок. Задаче поддержания температуры в печи и ПИД - алгоритмам - многие десятки лет. Как же их решали тогда, когда не было никакого симулинка, а простая ЭВМ занимала целое здание ? Мне сейчас хочется именно понять, как все считается вручную. Это ведь не проект водородной бомбы. А разобравшись с теорией и ручным расчетом, можно будет браться за Симулинк. Сейчас же от него будет только вред, и немалый ...

А вот понять, почему не получается то, что хочется... ни один из них не сможет - пиджак слишком хорошо отглажен.

Численный расчет нужен только для уточнения деталей, но общее поведение в различных случаях будет скрыто или даже искажено. И, возможно, никто из них (или почти все) не сможет объяснить, например, внезапный отказ.

Золотые слова

 

 

Кстати, советую перейти на Delphi и компоненты от Steema Software и DevExpress для своих приложений.

Кардинально облегчите себе выравнивание гаджетов в окнах, разнообразите их, придадите современный стиль и еще на мобильные дивайсы сможете перенести.

А графики по функциолнальностьи станут круче чем в Matlab.

Спасибо, я присмотрюсь. Но вообще я шарахаюсь от всяких компонентов и современных стилей :) Когда-то мой однокурсник похвастался, что написал подпрограмму рисования линии, работавшую на порядок быстрее встроенной паскалевской. Большинство программистов ведь решают задачи просто - "свести задачу к предыдущей". Написал функцию точки, а функция линии ее использует. А та на каждую точку проверяет режим экрана, прочее, так далее.. Делфи для меня странен тем одним, что пустой код (ну типа слово на экран вывести) занимает порядка 100К.

Что вы, извините, редуцируете если модель это и есть редуцированное представление, взятое из сторонних источников как правило.

Примерно так. Только редуцирование сделали не Вы, а дядя. Вы при этом и не приобрели опыта, и потратили время на освоение программы, и не знаете точно, как дядя выполнил редуцирование.

И при чем тут законы механики? Законы записываются просто, но реальные системы сложны, а их точное моделирование невозможно. А задача редукции - это думательная задача, творческая, не компьютерная.

Ведь платы мы разводим почти всегда сами, используя софт в качестве гибкой рисовалки, так ведь? Или Вы будете доверять свои платы авторазводчику? SSerge привел отличный пример.

 

Я просто предложил как достаточно успешный такой подход: в не очень сложных случаях делать самому, насколько это возможно. При этом:

Этот подход дает замечательные результаты даже при изготовлении домашней мебели :)

Изменено 2 августа, 2014 пользователем AlexeyW