Типы ПИД-регулятора для настройки

PID Tuner и команда pidtune могут настроить многих ПИД и типы ПИД-регулятора 2-DOF. Термин controller type относится, к которому условия присутствуют в действии контроллера. Например, у контроллера PI есть только пропорциональное и интегральный термин, в то время как контроллер PIDF содержит пропорциональный, интегратор, и отфильтровал производные условия. Эта тема обобщает типы ПИД-регуляторов, доступных для настройки с PID Tuner и pidtune.

Определение типа ПИД-регулятора

Чтобы выбрать тип контроллера, используйте один из этих методов:

Для настройки командной строки предоставьте аргумент type команде pidtune. Например, C = pidtune(G,'PI') настраивает контроллер PI для объекта G.
Для настраивания PID Tuner:
- Предоставьте аргумент type команде pidTuner, 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 Cbase базового контроллера команде pidTuner, когда вы откроете PID Tuner. PID Tuner разрабатывает контроллер того же типа как Cbase. Например, предположите, что C0 является контроллером pid объект, который имеет пропорциональное и производное действие только (контроллер PD). Затем pidTuner(G,C0) открывает PID Tuner с первоначальным проектом, который является контроллером PD.
- В PID Tuner используйте меню Type, чтобы изменить типы контроллера.

Контроллеры 1-DOF

Следующая таблица обобщает доступные типы ПИД-регулятора 1-DOF и обеспечивает представительные формулы контроллера для параллельной формы. Стандартная форма и формулы дискретного времени аналогичны.

Ввод	Действия контроллера	Непрерывно-кратный диспетчер Формула (параллельны форме),	Диспетчер дискретного времени Формула (параллельны форме, методу интегрирования ForwardEuler),
`P`	Пропорциональный только	_Kp	_Kp
`I`	Интеграл только	$\frac{K_{i}}{s}$	$K_{i} \frac{T_{s}}{z - 1}$
`PI`	Пропорциональный и интеграл	$K_{p} + \frac{K_{i}}{s}$	$K_{p} + K_{i} \frac{T_{s}}{z - 1}$
`PD`	Пропорциональный и производный	$K_{p} + K_{d} s$	$K_{p} + K_{d} \frac{z - 1}{T_{s}}$
`PDF`	Пропорциональный и производный с фильтром первого порядка на производном термине	$K_{p} + \frac{K_{d} s}{T_{f} s + 1}$	$K_{p} + K_{d} \frac{1}{T_{f} + \frac{T_{s}}{z - 1}}$
`PID`	Пропорциональный, интеграл и производная	$K_{p} + \frac{K_{i}}{s} + K_{d} s$	$K_{p} + K_{i} \frac{T_{s}}{z - 1} + K_{d} \frac{z - 1}{T_{s}}$
`PIDF`	Пропорциональный, интеграл и производная с фильтром первого порядка на производном термине	$K_{p} + \frac{K_{i}}{s} + \frac{K_{d} s}{T_{f} s + 1}$	$K_{p} + K_{i} \frac{T_{s}}{z - 1} + K_{d} \frac{1}{T_{f} + \frac{T_{s}}{z - 1}}$

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. Стандартная форма и формулы дискретного времени аналогичны. Для получения дополнительной информации о ПИД-регуляторах 2-DOF обычно, см. Два ПИД-регулятора Степени свободы.

Ввод	Действия контроллера	Непрерывно-кратный диспетчер Формула (параллельны форме),	Диспетчер дискретного времени Формула (параллельны форме, методу интегрирования ForwardEuler),
`PI2`	Пропорциональный 2-DOF и интеграл	$u = K_{p} (b r - y) + \frac{K_{i}}{s} (r - y)$	$u = K_{p} (b r - y) + K_{i} \frac{T_{s}}{z - 1} (r - y)$
`PD2`	2-DOF, пропорциональный и производный	$u = K_{p} (b r - y) + K_{d} s (c r - y)$	$u = K_{p} (b r - y) + K_{d} \frac{z - 1}{T_{s}} (c r - y)$
`PDF2`	2-DOF, пропорциональный и производный с фильтром первого порядка на производном термине	$u = K_{p} (b r - y) + K_{d} \frac{s}{T_{f} s + 1} (c r - y)$	$u = K_{p} (b r - y) + K_{d} \frac{1}{T_{f} + \frac{T_{s}}{z - 1}} (c r - y)$
`PID2`	Пропорциональный 2-DOF, интеграл и производная	$u = K_{p} (b r - y) + \frac{K_{i}}{s} (r - y) + K_{d} s (c r - y)$	$u = K_{p} (b r - y) + K_{i} \frac{T_{s}}{z - 1} (r - y) + K_{d} \frac{z - 1}{T_{s}} (c r - y)$
`PIDF2`	Пропорциональный 2-DOF, интеграл и производная с фильтром первого порядка на производном термине	$u = K_{p} (b r - y) + \frac{K_{i}}{s} (r - y) + K_{d} \frac{s}{T_{f} s + 1} (c r - y)$	$u = K_{p} (b r - y) + K_{i} \frac{T_{s}}{z - 1} (r - y) + K_{d} \frac{1}{T_{f} + \frac{T_{s}}{z - 1}} (c r - y)$

Контроллеры 2-DOF с фиксированными весами заданного значения

С управлением ПИДом ступенчатые изменения в ссылочном сигнале могут вызвать скачки в управляющем сигнале, внесенном пропорциональными и производными условиями. Путем фиксации весов заданного значения контроллера 2-DOF можно смягчить влияние на управляющий сигнал, проявленный изменениями в ссылочном сигнале. Например, считайте отношение между входными параметрами r (заданное значение) и y (обратная связь) и вывод u (управляющий сигнал) непрерывно-разового ПИД-регулятора 2-DOF.

$u = K_{p} (b r - y) + \frac{K_{i}}{s} (r - y) + K_{d} s (c r - y)$

Если вы устанавливаете b = 0 и c = 0, то изменения в заданном значении r не питаются через непосредственно или к пропорциональному или к производным условиям в u. b = 0, c = 0 контроллеров называются, I-PD вводят контроллер. Контроллеры I-PD также полезны для улучшения подавления помех.

Используйте PID Tuner, чтобы разработать типы контроллера фиксированного веса заданного значения, полученные в итоге в следующей таблице. Стандартная форма и формулы дискретного времени аналогичны.

Ввод	Действия контроллера	Непрерывно-кратный диспетчер Формула (параллельны форме),	Диспетчер дискретного времени Формула (параллельны форме, методу интегрирования ForwardEuler),
`I-PD`	ПИД с 2 степенями свободы с b = 0, c = 0	$u = - K_{p} y + \frac{K_{i}}{s} (r - y) - K_{d} s y$	$u = - K_{p} y + K_{i} \frac{T_{s}}{z - 1} (r - y) - K_{d} \frac{z - 1}{T_{s}} y$
`I-PDF`	С 2 степенями свободы PIDF с b = 0, c = 0	$u = - K_{p} y + \frac{K_{i}}{s} (r - y) - K_{d} \frac{s}{T_{f} s + 1} y$	$u = - K_{p} y + K_{i} \frac{T_{s}}{z - 1} (r - y) - K_{d} \frac{1}{T_{f} + \frac{T_{s}}{z - 1}} y$
`ID-P`	ПИД с 2 степенями свободы с b = 0, c = 1	$u = - K_{p} y + \frac{K_{i}}{s} (r - y) + K_{d} s (r - y)$	$u = - K_{p} y + K_{i} \frac{T_{s}}{z - 1} (r - y) + K_{d} \frac{z - 1}{T_{s}} (r - y)$
`IDF-P`	С 2 степенями свободы PIDF с b = 0, c = 1	$u = - K_{p} y + \frac{K_{i}}{s} (r - y) + K_{d} \frac{s}{T_{f} s + 1} (r - y)$	$u = - K_{p} y + K_{i} \frac{T_{s}}{z - 1} (r - y) + K_{d} \frac{1}{T_{f} + \frac{T_{s}}{z - 1}} (r - y)$
`PI-D`	ПИД с 2 степенями свободы с b = 1, c = 0	$u = K_{p} (r - y) + \frac{K_{i}}{s} (r - y) - K_{d} s y$	$u = K_{p} (r - y) + K_{i} \frac{T_{s}}{z - 1} (r - y) - K_{d} \frac{z - 1}{T_{s}} y$
`PI-DF`	С 2 степенями свободы PIDF с b = 1, c = 0	$u = K_{p} (r - y) + \frac{K_{i}}{s} (r - y) - K_{d} \frac{s}{T_{f} s + 1} y$	$u = K_{p} (r - y) + K_{i} \frac{T_{s}}{z - 1} (r - y) - K_{d} \frac{1}{T_{f} + \frac{T_{s}}{z - 1}} y$

Смотрите также

pidTuner | pidtune

Документация