Разработка ПИД-регуляторов с PID Tuner
В Control System Toolbox™ PID Tuner позволяет вам выполнить автоматическую, интерактивную настройку ПИД-регуляторов для объектов, представленных моделями LTI.
Для получения информации об использовании PID Tuner, чтобы настроить блок PID Controller в модели Simulink®, смотрите Введение в Основанный на модели ПИД, Настраивающий Simulink (Simulink Control Design).
Обзор PID Tuner
Используйте PID Tuner, чтобы в интерактивном режиме разработать ПИД-регулятор SISO в прямом каналом пути одноконтурной настройки управления с обратной связью единицы.
PID Tuner автоматически разрабатывает контроллер для вашего объекта. Вы задаете тип контроллера (P, я, PI, PD, PDF, ПИД, PIDF) и форма (параллель или стандарт).
Можно также использовать PID Tuner, чтобы разработать ПИД-регулятор 2-DOF для настройки обратной связи этого рисунка:
PID Tuner может разработать ПИД-регуляторы 2-DOF, в которых веса заданного значения могут быть свободными и настраиваемые параметры. PID Tuner может также разработать контроллеры, в которых веса заданного значения фиксируются в настройках общего контроля, таких как I-PD и ПИД.
Можно анализировать проект с помощью множества графиков ответа, и в интерактивном режиме настроить проект, чтобы соответствовать требованиям к производительности.
Чтобы запустить PID Tuner, используйте команду pidTuner:
pidTuner(sys,type)
то, где sys является линейной моделью объекта, вы хотите управлять, и type, указывает на тип контроллера, чтобы разработать.
Также войдите
pidTuner(sys,Cbase)
где Cbase является базовым контроллером, позволяя вам сравнить производительность разработанного контроллера к производительности Cbase.
Для получения дополнительной информации о sys и Cbase, смотрите страницу с описанием pidTuner.
Примечание
Можно также открыть PID Tuner с рабочего стола MATLAB® во вкладке Apps. Когда вы сделаете так, используйте меню Plant в PID Tuner, чтобы задать вашу модель объекта управления.
Тип ПИД-регулятора
Чтобы выбрать тип контроллера, используйте один из этих методов:
Предоставьте аргумент
typeкомандеpidTuner, когда вы откроете PID Tuner. Например,pidTuner(G,'PIDF2')открывает PID Tuner с первоначальным проектом, который является ПИД-регулятором 2-DOF с фильтром на производном термине.Предоставьте аргумент
Cbaseбазового контроллера командеpidTuner, когда вы откроете PID Tuner. PID Tuner разрабатывает контроллер того же типа какCbase. Например, предположите, что C0является контроллеромpidобъект, который имеет пропорциональное и производное действие только (контроллер PD). ЗатемpidTuner(G,C0)открывает PID Tuner с первоначальным проектом, который является контроллером PD.В PID Tuner используйте меню Type, чтобы изменить типы контроллера.
Следующие таблицы обобщают доступные типы ПИД-регулятора. Для получения дополнительной информации об этих типах контроллера, смотрите Типы ПИД-регулятора для Настройки.
Контроллеры 1-DOF
Вход type к pidTuner | Запись в меню Type | Действия контроллера |
|---|---|---|
'P' | P | Пропорциональный только |
'I' | I | Интеграл только |
'PI' | PI | Пропорциональный и интеграл |
'PD' | PD | Пропорциональный и производный |
'PDF' | PDF | Пропорциональный и производный с фильтром первого порядка на производном термине |
'PID' | PID | Пропорциональный, интеграл и производная |
'PIDF' | PIDF | Пропорциональный, интеграл и производная с фильтром первого порядка на производном термине |
Контроллеры 2-DOF
PID Tuner может автоматически разработать типы ПИД-регулятора 2-DOF со свободными весами заданного значения. Следующая таблица обобщает типы контроллера 2-DOF в PID Tuner. Для получения дополнительной информации о ПИД-регуляторах 2-DOF обычно, см. Два ПИД-регулятора Степени свободы.
Вход type к pidTuner | Запись в меню Type | Действия контроллера |
|---|---|---|
'PI2' | PI2 | Пропорциональный 2-DOF и интеграл |
'PD2' | PD2 | 2-DOF, пропорциональный и производный |
'PDF2' | PDF2 | 2-DOF, пропорциональный и производный с фильтром первого порядка на производном термине |
'PID2' | PID2 | Пропорциональный 2-DOF, интеграл и производная |
'PIDF2' | PIDF2 | Пропорциональный 2-DOF, интеграл и производная с фильтром первого порядка на производном термине |
Контроллеры 2-DOF с фиксированными весами заданного значения
Используйте PID Tuner, чтобы разработать типы контроллера фиксированного веса заданного значения, полученные в итоге в следующей таблице. Для получения дополнительной информации об этих типах контроллера, смотрите Типы ПИД-регулятора для Настройки.
Вход type к pidTuner | Запись в меню Type | Действия контроллера |
|---|---|---|
'I-PD' | I-PD | ПИД с 2 степенями свободы с b = 0, c = 0 |
'I-PDF' | I-PDF | С 2 степенями свободы PIDF с b = 0, c = 0 |
'ID-P' | ID-P | ПИД с 2 степенями свободы с b = 0, c = 1 |
'IDF-P' | IDF-P | С 2 степенями свободы PIDF с b = 0, c = 1 |
'PI-D' | PI-D | ПИД с 2 степенями свободы с b = 1, c = 0 |
'PI-DF' | PI-DF | С 2 степенями свободы PIDF с b = 1, c = 0 |
Типы контроллера дискретного времени
Если sys является моделью дискретного времени с шагом расчета Ts, PID Tuner разрабатывает дискретное время контроллер pid, использующий ForwardEuler дискретная формула интегратора. Чтобы разработать контроллер, который имеет различные дискретные формулы интегратора, используйте один из следующих методов:
Предоставьте базовому контроллеру дискретного времени
Cbaseкоманде запускаpidTuner. PID Tuner разрабатывает контроллер, который имеет те же дискретные формулы интегратора какCbase.После запуска PID Tuner нажмите Options, чтобы открыть диалоговое окно Controller Options. Выберите дискретные формулы интегратора из меню Integral Formula и Derivative Formula.
Для получения дополнительной информации о дискретных формулах интегратора, смотрите pid, pid2, pidstd и страницы с описанием pidstd2.
Форма ПИД-регулятора
Когда вы используете вход type для pidTuner, PID Tuner разрабатывает контроллер в параллельной форме. Чтобы разработать контроллер в стандартной форме, используйте один из следующих методов:
Предоставьте базовому контроллеру стандартной формы
Cbaseкоманде запускаpidTuner. PID Tuner разрабатывает контроллер той же формы какCbase.Используйте меню Form, чтобы изменить форму контроллера после запуска PID Tuner.
Для получения дополнительной информации о параллельных и стандартных формах контроллера, смотрите pid, pid2, pidstd и страницы с описанием pidstd2.