PID控制超详细教程(含软硬件上位机，很好）
PID控制超详细教程(含软硬件上位机，很好）SUNPLUS调节控制做电机速度控制月录页模拟控制模拟控制原理数字控制位置式算法增量式算法控制器参数整定凑试法临界比例法经验法采样周期的选择参数调整规则的探索自校正控制器软件说明软件说明档案构成界面子程序说明程序范例程序程序流程与说明中断子流稈与说明使用资源硬件使用资源说明实验测试响应曲线参考文献SUNPLUS调节控制做电机速度控制修订记录日期版本编写及修订者编写及修订说明初版错误校正SUNPLUS调节控制做电机速度控制模拟控制将偏差的比例()、积分()和微分()通过线性组合构成控制量用这一控制量对被控对象进行控制,这样的控制器称控制器、模拟控制原理在模拟控制系统中,控制器最常用的控制规律是控制。为了说明控制器的工作原理,先看个例子。如图—所示是一个小功率直流电机的调速原理图。给定速度与实际转速进行比较,其差值,经过控制器调整后输出电压控制信号经过功率放大后,驱动直流电动机改变其转速。+控器直流电机图小功率直流电机调速系统常规的模拟控制系统原理框图如图—所示。该系统由模拟控制器和被控对象组成。图中是给定值是系统的实际输岀值,给定值与实际输出值构成控制偏差式-)作为控制的输入,作为控制器的输出和被控对象的输入。所以模拟控制器的控制规律为式其中:控制器的比例系数搾制器的积分时间,也称积分系数控訇器的微分时间,也称微分系数比例积分被控对象微分图—模拟控制系统原理图比例部分SUNPLUS调节控制做电机速度控制比例部分的数学式表示是:在模拟控制器中,比例环节的作用是对偏差瞬闩作岀反应。偏差一旦产生控制器立即产生控制作用,使控制量向减少偏差的方冋变化。控制作用的强弱取决于比例系数,比例系数越大,控制作用越强,则过渡过程越快,控制过程的静态偏差也就越小;但是越大,也越容易产生振荡,破坏系统的稳定性。故而,比例系数选择必须恰当,才能过渡时间少,静差小而又稳定的效果。、积分部分积分部分的数学式表小是从积分部分的数学表达式可以知道,只要存在偏差,则它的控制作用就不断的增加;只有在偏差时,它的积分才能是一个常数,控制作用才是一个不会增加的常数。可见,积分部分可以消除系统的偏差积分环节的调节作用虽然会消除静态误差,但也会降低系统的响应速度,增加系统的超调量。积分常数越大,积分的积累作用越弱,这时系统在过渡时不会产生振荡;但是增大积分常数会诚慢静态误差的消除过程,消除偏差所需的时间也较长,但可以减少超调量,提髙系统的稳定性.当较小时,则积分的作用较强,这时系统过渡时间中有可能产生振荡,不过消陰偏差所需的时间较短。所以必须根据实际控制的只体要求来确定。、微分部分微分部分的数学式表示是实际的控制系统除了希望消除静态误差外,还要求加快调节过程。在偏差岀现的瞬间,或在偏差变化的瞬间,不但要对偏差量做岀立即响应(比例环节的作用),而∏要根据偏差的变化趋势预先给岀适当的纠正。为了实现这一作用,可在控制器的基础上加入微分环节,形成控制器。微分环节的作用使阻止偏差的变化。它是根据偏差的变化趋势(变化速度)进行控制。偏差变化的越快,微分控制器的输出就越大,并能在偏差值变大之前进行修正。微分作用的引入,将有助于减小超调量,克服振荡,使系统趋于穩定,特別对髙阶系统非常有利,它加快了系统的跟踪速度但微分的作用对输入信号的噪声很敏感,对那些噪声较人的系统一般不用微分,或在微分起作用之前先对输入信号进行滤波。微分部分的作用由微分时间常薮决定。越大时,则它抑制偏差变化的作用越强棫小时,则它反抗偏差变化的作用越弱。微分部分显然对系统稳定有很大的作用。适当地选择微分常数,可以使微分作用达到最优由于计算机的出现,讣算机进入了控制领或。人们将模拟控制规律引入到计算机中来。对(式—)的控制规律进行适当的变換,就可以用软件实现控制,即数字搾制。SUNPLUS调节控制做电机速度控制数字控制数字式控制算法可以分为位置式和增量式控制算法。位置式算法由于计算杋控制是一种采样控制,它只能根据样时矧的偏差计算控制量,而不能像模拟控制那样连续输岀控制量量,进行连续控制。由于这·特点(式)中的积分项和黴分项不能直接使用,必须进行离散化处理。离散化处理的方法为:以作为采样周期,作为采样序号,则离散采样时间对应着连续时间,用矩形法数值积分近似代替积分,用一阶后向差分近似代膂微分,可作如下近似变换:≈1T〔k=0,1,2.e()h(门-Tag(),()-以(k-1)7]8-1di(式上式中,为了衣示的方便,将类似于简化成等。将(式-)代入(式一),就可以得到离散的表达式为(式一)或+(式其米样序号,一,,第次釆样时刻的计算机输出值:第次采样时刻输入的偏差值第—次采样时刻输入的偏差值:积分系数,微分系数,如果采样周期足够小,则〔式—)或(式—)的近似计算可以获得足够精确的结果,离散控制过程与连续过程十分接近。(式—)或(式一)表示的控制算法式直接按(式一)所给出的控制规律定义进行计算的,所以它给出了全部控制量的大小,因此被称为全量式或位置式控制算法这种算法的缺点是:由于全量输出,所以每次输出均与过去状态有关,计算时要对进行累加,SUNPLUS调节控制做电机速度控制工作量人;并且,因为计算杋输岀的对应的是执行机构的实际位置,如果计算机岀现故障,输岀的将大幅度变化,会引起执行机构的大幅度变化,有可能因此造成严重的生产事枚,这在实生产际中是不允许的。増量式探制算法可以避免着重现象发生。增量式算法所谓增量式是指数宇控制器的输岀只是控制量的增量Δ。当执行机构需要的控制量是增量,而不是位置量的绝对数佶时,可以使用增量式控制算法进行控制。增量式控制算法可以通过(式一)推导出。由(式一)可以得到控制器的第个采样时刻的输出值为+∑+式将(式一)与(式一)相减并整理,就可以得到增量式控制算法公式为△(式其中由(式—)可以看出,如果计算机控制系统采用恒定的采样周期日确定只要使用前后三次测量的偏差值,就可以由(式—)求出控制量。增量式控制算法与位置式算法(式一)相比,计算量小的多,因此在实际中得到广泛的应用而位置式搾制算法也可以通过增量式控制算法推岀递推计算公式:△式(式—)就是目前在计算机控制中广泛应用的数字递推控制算法控制器参数整定搾制器参数整定:指决定调节器的比例系数、积分时间、微分时间和采样周期的SUNPLUS调节控制做电机速度控制具体数值。整定的实质是通过改变调节器的参数,使其特性和过程特性相匹配,以改善系统的动态和静态指标,取得最佳的控制效果。整定调节器参数的方法很多,归纳起来可分为两大类,即理论计算整定法和工程整定法。理论计算整定法有对数频率特性法和根轨迹法等;工程整定法冇凑试法、临界比例法、经验法、衰减曲线法和响应曲线法等。工程整定法特点不需要事先知道过程的数学模型,直接在过程控制系统中进行现场整定方法简单、计算简便、易于掌握凑试法按照先比例()、再积分()、最后微分()的顺序。置调节器积分时间∞,微分时间在比例系数按经验设置的初值条件下,将系统投入运行,由小到大整定比例系数求得满意的衰减度过渡过程曲线引入积分作用(此时应将上述比例系数设置为)。将由大到小进行整定若需引入微分作用时,则将按经验值或按(~)设置,并由小到人加入临界比例法在闭坯控制系统甲,将调节器置纯比例作用卜,从小到大逐渐改变调节器的比例系教,得到竿幅振荡的过渡过程。此时的比例系数称为临界比例系数相邻两个波峰间的时间间隔,称为临界振荡周期二界比例度法步骤:将调节器的积分时间置于最大(∞),微分时间置零),比例系数适当,平衡操作一段时问,把系统投入自动运行、将比例系数逐渐增大,得到等幅振荡过程,记卜临界比例系数和临界振蕩周期值根据和值,采用经验公式,计算出调节器各个参数,即、和的值。按先再最后的操作程序将调节器整定参数调到计算值上。若还不够满意,可再作进步调整。临界比例度法整定注意事项:有的过程控制系统,临界比例系数很大,使系统接近两式控制,调节阀不是全关就是全开,对工业生产不利有的过程控制系统,当调节器比例系数调到最大刻度值时,系统仍不产生等幅振荡,对此,就把最大刻度的比例度作为临界比例度进行调节器参数整定经验法用凑试汯确定参数需要经过多次反复的实验,为了减少凑试次数,提高工作效率,可以借鉴他人的经验,并根据‘定的要求,事先作少量的实验,以得到若「基准参数,然后按照经验公式用这些基准参数导出控制参数,这就是经验法。临界比例法就是一种经验法。这种方法首先将控制器选为纯比例控制器,并形成闭环,改变比例系数,使系统对阶跃输入的响应达到临界状态,这时记下比例系数、临界振荡周期为,根SUNPLUS调节控制做电机速度控制据一提供的经验公式,就可以由这两个基准参数得到不同类型控制器的参数,如表一所示。衣—临界比例法确定的模拟控制器参数控制器类型这种临界比例汯使针对模拟ˆ控制器,对于数字控制器,只要釆样周期取的较小,原则上也同样使用。在电动机的控制中,可以先采用临界比例法,然后在采用临界比例法求得结果的基础上,用凑试法进一步完善表一的控制参数,实际上是按衰减度为时得到的。通常认为的衰减度能兼顾到稳定性和快速性。如果要求更大的衰减,则必须用凑试法对参数作进一步的调整。采样周期的选择香农()采样定律:为不失真地复现信号的变化,采样频率至少应大于或等于连续信号最高频率分量的二倍。根据采样定律可以确定采样周期的上限值。实际采样周期的选择还要受到多方面因素的影响,不同的系统采样周期应根据具体情况米选择。采样周期的选择,通常按照过程特性与丨扰大小适当来选取采样周期:郾对于响应快、(如流量、压力)波动大、易受干扰的过程,应选取较短的采样周期:反之,当过程响应慢(如温度、成价)、滞后人时,可选取较长的采样周期采样周期的选取应与参数的整定进行综合考虑,采样周期应远小于过程的扰动信号的周期,在执行器的响应速度比较慢时,过小的采样周期将失去意义,因此可适当选大ˉ点;在计算机运算速度允许的条件下,采样周期短,则控制品质好;当过程的纯滞后时间较长时,一般选取采样周期为纯滞后时间的参数调整规则的探索人们通过对控制理论的认识和长期人工操作经验的总结,可知参数应依据以卜儿点来适应系统的动态过程。在偏差比较大时,为使尽快消除偏差,提高响应速度,冋时为了避免系统响应岀现超调,取大值,取零;在偏差比较小时,为继续减小偏差,并防止超调过大、产生振荡、稳定性变坏,值要减小,取小值;在偏差很小时,为消除静差,克服超调,使系统尽快稳定,值继续减小,值不变或稍取大。当偏差与偏差变化率同号时,被控量是朝偏离既定值方向变化。因此,当被控量接近定值时,反号的比列作用阻碍积分作用,避免积分超调及随之而来的振荡,有利于控制;而当被控量远未接近各定值并向定值变化时,则由于这两项反向,将会减慢控制过程。在偏差比较大时,偏差变化率与偏差异号时,值取零或负值,以加快控制的动态过程。偏差变化率的大小表明偏差变化的速率,越大,取值越小,取值越大,反之亦然。同时,要结合偏差大小来考虑
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ORACLE高可用性(RAC)技术应用解决方案基于成熟的生产环境
ORACLE高可用性(RAC)技术是如何应用于基于成熟的生产环境的一个解决方案美河学习在线基础知识介绍1.RAC是什么,全称,译为“实时应用集群”,是新版数据库中采用的一项新技术,是高可用性的一种,也是数据库支持网格计算环境的核心技术。2.RAC的优缺点优点:主要支持版本,可以支持有效的数据库应用系统,在低成木服务器上构建高可用性数据库系统,并且自由部署应用,无需修改代码。在环境下,集成提供了集群软件和存储管理软件,为用户降低了应用成本。当应用规模需要扩允时,用户可以按需扩展系统,以保证系统的性能。多节点负载均衡提供高可用:故障容错和无缝切换功能,将硬件和软件错误造成的影响最小化通过并行执行技术提高事务响应时间通常用于数据分析系统通过橫冋扩展提髙每秒交易数和连接数通常对于联机事务系统节约硬件成本,可以用多个廉价服务器代替昂贵的小型机或大型机,同时节约相应维护成本可扩展性好,可以方便添加删除节点,扩展硬件资源。缺点相对单机,管理更复杂,要求更高可能会增加软件成本如果使用高配置的服务器,般按照个数收费美河学习在线3. Oracle rac原理在一个应用环境当中,所有的服务器使用和管理同一个数据库,目的是为了分散每一台服务器的工作量,硬件上至少需要两台以上的服务器,而且还需要个共享存储设备。同时所有服务器上的都应该是同一类根据负载均衡的配置策略,当一个客户端发送请求到某一台服务的后,这台服务器根据我们的负载均衡策略,公把请求发送给本机的组件处理也可能公发送给另外一台服务器的组件处理,处理完请求后,会通过集群软件来访问共享存储设备逻辑结构上看:每一个参加集群的节点有一个独立的访问同一个数据库。每一个节点的都有自己的每一个节点的都有自己的每个节点的都有自己的每一个节点的都有白己的表空间。所有节点都共享一份和三类虚拟地址集群注册文件记录每个节点的相关信息仲裁机制用于仲裁多个节点向共享节点同时写的行为,这样做是为了避免发生冲突。美河学习在线存储技术介绍独立冗余磁盘阵列(是一种把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘),从而提供比单个硬盘更高的存储性能与数据备份能力的技术。特色是玦硬盘冋时读取速度加快及提供容错性可以将分为不同级別,级別并不代表技术高低,选择哪一种产品纯视用户的操作环境及应用而定,与级别高低没有必然关系。:无差错控制的带区组RAID OBDFGHMNO etc要实现必须要有两个以上硬盘驱动器,数据并不是保存在一个硬盘上,而是分成数据块保存在不同驱动器上。因为将数据分布在不冋驱动器上,所以数据吞吐率大大提高,驱动器的负载也比较平衡。它的缺点是它没有数据差错控制,如果一个驱动器中的数据发生错误,即使其它盘上的数据正确也无济于事了。不应该将它用于对数据稳定性要求高的场合。在所有的级别中,的速度是最快的。但是没冇冗余功能的,如果…个磁盘(物理)损坏,则所有的数据都无法使用美河学习在线:镜象结构RAID 1B-BGG0DDHH对于使用这种结构的设备来说控制器必须能够同时对两个盘进行读操作和对两个镜象盘进行写操作。镜象结构是在一组盘岀现问题时,可以使用镜象磁盘,提高系统的容错能力。每读一次盘只能读岀一块数据,也就是说数据块传送速率与单独的盘的读取速率相同。当您的系统需要极高的可靠性时,如进行数据统计,那么使用比较合适。而且技术支持“热替换”,即不断电的情况下对故障磁盘进行更换,更换完毕只要从镜像盘上恢复数据即可。当主硬盘损坏时,镜像硬盘就可以代替主硬盘工作。镜像硬盘相当于一个备份盘,这种硬盘模式的安全性是非常高的,的数据安全性在所有的级别上来说是最好的。但是其磁盐的利用率却只有是所有级别中最低的。:分布式奇偶校验的独立磁盘结构RAID 5A Blocks B Blocks C Blocks D Blocks E BlocksA0 Co D0 parityParitGenerationA1B1(A2 B2arity D2 E2A3 3 parity C3 E34p(B4(40(E4将数据分散存放于多个硬盘上面,同时使用一定的编码技术产生奇偶校验码来提供错误检査及恢复能力,数据段的校验位交互存放于各个硬盘上。因为奇偶校验码在不同的磁盘上,所以提高∫可靠性,允许单个磁盘出错。任何一个硬盘损坏,都可以根据其它硬盘上的校验美河学习在线位来重建损坏的数据。硬盘的利用率为。优点是提供了冗余性(支持一块盘掉线后仍然正常运行),磁盘空间利用率较高(),读写速度较快(倍)。是级别中最常见的一个类型:高可靠性与高效磁盘结构RAID 10BBBDFHmIrroringstriping这种结构是一个带区结构加一个镜象结构,因为两种结构各有优缺点,因此可以相互补允,达到既高效又高速还可以互为镜像的目的。大家可以结合两种结构的优点和缺点来理解这种新结构。这种新结构的价格高,可扩充性不好。主要用于容量不大,但要求速度和差错控制的数据库中。RAID10是先镜射再分区数据。是将所有硬盘分为两组,然后将这两组各自视为RAID1运作。RAID10有着不错的读取速度,而且拥有比RAID0更高的数据保护性。美河学习在线系统结构设计1.RAC系统拓扑结构基本如下图所示:核心交换机SUNT44数据库raNT4/4数据库rac2面出HSUNSANRAC心跳RAC心跳EMC VNX 5300美河学习在线2.主机操作系统系统数据库服务器系统规划用户组规划说明0 racle清单和软件所有者Oracle自动存储管理组ASM数据库管理员组ASM操作员组数据库管理员用户规划说明默认口令用户数据管理员主机文件系统规划物理硬盘数文件系统AD方式「挂载点文件系统大小/homeufs70GB8水300GB(文件系统用300Gswapswap30GBuf200GB美河学习在线3.存储规划存储一般采用存储方式。硬盘总物理大RAID方逻辑大小(可用 Hotspare数式空间大小)15TB存储组件/BokASMIib NameSizeComments系统路径Device/dev/sda OCR VOL1100G OCR and Voting /dev/oraclOCR/dev/sdb OCR VOL2100GDiskseasm/ORCdev oracl数据文件|/dev/ sdb DATA VOLL3T ASM Data Diskgroup easm/DATAVOIASM/dev/orac l文件备份/dev/ sdaBACK VOL11.8T RecoveryBackup easm/BACKDiskgrou备注存储暂用4.数据库RAC环境数据库规划环境信息节点名称实例名称处理器内存操作系统数据库版本软件组件软件组件名称用户主组辅组用户目录基目录
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