Можно использовать PID Tuner для для интерактивной настройки коэффициентов ПИД в модели Simulink®, содержащей ПИД-регулятор, Дискретный ПИД-регулятор, ПИД-регулятор (2DOF), или блок Discrete PID Controller (2DOF). PID Tuner позволяет вам достигать хорошего баланса между производительностью и робастностью или для одной степени свободы или для двух ПИД-регуляторов степени свободы. Когда вы используете PID Tuner, это:
Автоматически вычисляет линейную модель объекта в вашей модели. PID Tuner полагает, что объект комбинация всех блоков между ПИД-регулятором вывод и вводит. Таким образом объект включает все блоки в цикл управления кроме самого контроллера. Смотрите, Какой Объект PID Tuner Видит?.
Автоматически вычисляет первоначальный проект ПИДа с балансом между производительностью и робастностью. PID Tuner основывает первоначальный проект на частотной характеристике разомкнутого цикла линеаризовавшего объекта. Смотрите, что ПИД Настраивает Алгоритм.
Обеспечивает инструменты и графики ответа помочь вам в интерактивном режиме совершенствовать производительность ПИД-регулятора, чтобы соответствовать вашим конструктивным требованиям. Смотрите Открытый PID Tuner.
Для объектов, которые не линеаризуют или которые линеаризуют, чтобы обнулить, существует несколько альтернатив для получения модели объекта управления для настройки. Эти альтернативы включают:
Разработайте ПИД-регулятор от Данных Частотной характеристики Объекта — Использование команда оценки частотной характеристики frestimate или основанный на частотной характеристике PID Tuner, чтобы получить оцененные частотные характеристики объекта симуляцией.
В интерактивном режиме Оценочный Объект от Измеренных или Моделируемых Данных об Ответе — Если у вас есть System Identification Toolbox™, можно использовать PID Tuner, чтобы оценить параметры линейной модели объекта управления на основе данных об ответе временного интервала. PID Tuner затем настраивает ПИД-регулятор для получившейся предполагаемой модели. Данные об ответе могут быть или измерены от вашей реальной системы или получены путем симуляции модели Simulink®.
Можно использовать PID Tuner, чтобы разработать одну степень свободы или два ПИД-регулятора степени свободы. Можно часто достигать и хорошего отслеживания заданного значения и хорошего подавления помех с помощью одного ПИД-регулятора степени свободы. Однако в зависимости от динамики в вашей модели, с помощью одного ПИД-регулятора степени свободы может потребовать компромисса между отслеживанием заданного значения и подавлением помех. В таких случаях, если вам нужны и хорошее отслеживание заданного значения и в хорошее подавление помех, используют два ПИД-регулятора степени свободы.
Для примеров настройки одной - и два компенсатора ПИДа степени свободы, см.:
PID Tuner считает как объект все блоки в цикле между блоком PID Controller выводом и входом. Блоки на вашем объекте могут включать нелинейность. Поскольку автоматическая настройка требует линейной модели, PID Tuner вычисляет линеаризовавшее приближение объекта в вашей модели. Этот linearized model является приближением к нелинейной системе, которая допустима в небольшой области вокруг данного operating point системы.
По умолчанию PID Tuner линеаризует ваш объект с помощью начальных условий, заданных в модели Simulink как рабочая точка. Линеаризовавший объект может иметь любой порядок и может включать любые задержки. PID tuner разрабатывает контроллер для линеаризовавшего объекта.
При некоторых обстоятельствах, однако, вы хотите разработать ПИД-регулятор для различной рабочей точки от той, заданной образцовыми начальными условиями. Например:
Модель Simulink еще не достигла установившийся в рабочей точке, заданной образцовыми начальными условиями, и вы хотите разработать контроллер для установившейся операции.
Вы разрабатываете несколько контроллеров для планирующего усиление приложения и должны разработать каждый контроллер для различной рабочей точки.
В таких случаях измените рабочую точку, используемую PID Tuner. Смотрите Вводный PID Tuner.
Для получения дополнительной информации о линеаризации, смотрите, Линеаризуют Нелинейные Модели.
Типичные настраивающие цели ПИДа включают:
Устойчивость с обратной связью — система с обратной связью вывод остается ограниченной для ограниченного входа.
Соответствующая производительность — система с обратной связью отслеживает ссылочные изменения и подавляет воздействия максимально быстро. Чем больше пропускная способность цикла (частота коэффициента усиления разомкнутого контура единицы), тем быстрее контроллер отвечает на изменения в ссылке или воздействия в цикле.
Соответствующая робастность — проект цикла имеет достаточно поля усиления и поля фазы, чтобы допускать моделирование ошибок или изменений в системной динамике.
Алгоритм MathWorks® для настройки ПИД-регуляторов достигает этих целей путем настройки коэффициентов ПИД, чтобы достигнуть хорошего баланса между производительностью и робастностью. По умолчанию алгоритм выбирает перекрестную частоту (пропускная способность цикла) на основе динамики объекта и разрабатывает для целевого поля фазы 60 °. Когда вы в интерактивном режиме изменяете время отклика, пропускную способность, переходный ответ или поле фазы использование интерфейса PID Tuner, алгоритм вычисляет новые коэффициенты ПИД.
Для данной робастности (минимальное поле фазы), настраивающийся алгоритм выбирает проектирование контроллера, которое балансирует две меры производительности, отслеживания уставки и подавления помех. Можно изменить особое внимание проекта, чтобы способствовать одному из этих критериев качества работы. Для этого используйте диалоговое окно Options в PID Tuner.
Когда вы изменяете особое внимание проекта, алгоритм пытается настроить усиления, чтобы способствовать или отслеживанию уставки или подавлению помех при достижении того же минимального поля фазы. Чем больше настраиваемых параметров там находится в системе, тем более вероятно случается так, что алгоритм ПИДа может достигнуть желаемого особого внимания проекта, не жертвуя робастностью. Например, установка особого внимания проекта, более вероятно, будет эффективной для ПИД-регуляторов, чем для контроллеров PI или P. Во всех случаях, подстраивая производительность системы зависит строго от свойств вашего объекта. Для некоторых объектов, изменяя особое внимание проекта имеет минимальный эффект.
