Техника для балансировки контроллера ввода и вывода

Question

У меня есть система, в которой я использую RS232 для управления лампой, которая принимает входное значение, заданное в виде числа с плавающей запятой, в диапазоне 2,5 - 7,5). Затем система управления выдает выходной сигнал в диапазоне от 0 до 6000, который является яркостью, измеряемой датчиком.

Я хочу уравновесить систему, чтобы я мог указать значение яркости, и система должна сбалансировать значение напряжения, которое достигает этого.

Существует ли какой-нибудь стандартный алгоритм или метод, чтобы найти, какое должно быть напряжение на входе, чтобы получить конкретный выход? Я думал об алгоритме, который итеративно пытается значения, и с каждой попытки он определяет какое-то новое значение, которое должно быть лучше для достижения определенного выходного значения. (в моем случае это 3000).

Требуемые значения напряжения, как правило, различаются в разных системах, а также в течение срока службы лампы, поэтому предпочтительно, чтобы это делалось полностью автоматически.

Я просто ищу название для техники или алгоритма, но псевдокод работает так же хорошо.:)

Answer 1

Я совсем не увлекаюсь физикой, но если вы можете предположить, что соотношение между напряжением и яркостью несколько близко к линейному, вы можете использовать стандартный двоичный поиск.

Помимо этого, это напоминает мне перевернутый маятник, который является одним из стандартных примеров использования нечеткой логики.

Answer 2

Откалибруйте систему при первоначальном запуске, испытав все напряжения от 2,5 до 7,5 с шагом, например, 0,1 В, и запишите выходной сигнал датчика.

Учитывая, например, 3000, как желаемый уровень яркости, выберите напряжение, которое дает ближайшую яркость, затем настройте с небольшим шагом вверх / вниз на основе выходного сигнала датчика, пока не будет достигнута желаемая яркость. Время от времени (на основании того, что ваши калиброванные значения становятся менее точными) перекалибруйте.

Answer 3

После еще одного просмотра википедии я нашел это:

Механизм обратной связи контура управления:

previous_error = setpoint - actual_position
integral = 0
start:
  error = setpoint - actual_position
  integral = integral + (error*dt)
  derivative = (error - previous_error)/dt
  output = (Kp*error) + (Ki*integral) + (Kd*derivative)
  previous_error = error
  wait(dt)
goto start

[редактировать]

Удаляя "интегральный" компонент и настраивая веса (Ki и Kd), цикл работает отлично.