Задайте контроллеры I-PD и ПИД

О ПИДе и контроллерах I-PD

ПИД и контроллеры I-PD используются, чтобы смягчить влияние изменений в ссылочном сигнале на управляющем сигнале. Эти контроллеры являются вариантами 2DOF ПИД-регулятор.

Общая формула параллельной формы 2DOF ПИД-регулятор:

$u = P (b r - y) + I \frac{1}{s} (r - y) + D \frac{N}{1 + N \frac{1}{s}} (c r - y) .$

Здесь, r и y являются ссылочным входом и измеренным выводом, соответственно. u является контроллером вывод, также названный control signal. P, I и D задают пропорциональное, интеграл и производные усиления, соответственно. N задает производный коэффициент фильтра. b и c задают веса заданного значения для пропорциональных и производных компонентов, соответственно. Для 1DOF ПИД, b и c равны 1.

Если r несглажен или прерывист, производные и пропорциональные компоненты могут внести большие скачки или смещения в u, который может быть неосуществимым. Например, вход шага может привести к большому скачку в u из-за производного компонента. Для моторного привода такой агрессивный управляющий сигнал мог повредить двигатель.

Чтобы смягчить влияние r на u, установите b или c или обоих, к 0. Используйте одну из следующих основанных на заданном значении-весом форм:

ПИД (b = 1 и c = 0) — Производный компонент непосредственно не распространяет изменения в r к u, тогда как пропорциональный компонент делает. Однако производный компонент, который оказывает большее влияние, подавлен. Также называемый derivative of output controller.
Общая формула для этой формы контроллера:
$u = P (r - y) + I \frac{1}{s} (r - y) - D \frac{N}{1 + N \frac{1}{s}} y .$
I-PD (b = 0 и c = 0) — Пропорциональные и производные компоненты непосредственно не распространяет изменения в r к u.
Общая формула для этой формы контроллера:
$u = - P y + I \frac{1}{s} (r - y) - D \frac{N}{1 + N \frac{1}{s}} y .$

Следующий график показывает u для различных форм ПИДа для ссылки шага. 1DOF ПИД-регулятор приводит к большому скачку, когда ссылка изменяется с 0 до 1. Форма ПИДа приводит к меньшему скачку. Напротив, форма I-PD не реагирует так же на изменение в r.

Можно настроить P, I, D и коэффициенты N ПИДа или контроллера I-PD, чтобы достигнуть желаемого подавления помех и отслеживания уставки.

Задайте ПИД и контроллеры I-PD Используя ПИД-регулятор (2DOF) блок

Чтобы задать ПИД или Контроллер I-PD, использующий ПИД-регулятор (2DOF) или Дискретный ПИД-регулятор (2DOF) блоки, откройте диалоговое окно блока. В меню Controller выберите PID.

Для ПИД-регулятора введите 1 в поле Setpoint weight (b) и 0 в поле Setpoint weight (c).
Для контроллера I-PD введите 0 в поле Setpoint weight (b) и 0 в поле Setpoint weight (c).

Для примера, который демонстрирует ПИД и контроллер I-PD формы, введите ex_scd_pid2dof_setpoint_based_controllers. Это открывает модель, которая сравнивает производительность 1DOF ПИД, ПИД и контроллер I-PD.

Автоматическая настройка ПИДа и контроллеров I-PD

Можно использовать PID Tuner, чтобы автоматически настроить ПИД и контроллеры I-PD при сохранении фиксированного b и значений c. Сделать так:

В модели дважды кликните блок. В диалоговом окне блока, в меню Controller, выбирают PID.
Нажмите Tune. PID Tuner открывается.
В PID Tuner, в меню Type, выбирают PI-DF или I-PDF. PID Tuner повторно настраивает усиления контроллера, фиксируя b = 1 и c = 0 для ПИДа и b = 0 и c для I-PD.

Можно теперь анализировать отклики системы, как описано в, Анализируют Проект в PID Tuner.

Документация