tunablePID

Настраиваемый ПИД-регулятор

Синтаксис

blk = tunablePID(name,type) blk = tunablePID(name,type,Ts) blk = tunablePID(name,sys)

Описание

Объект модели для создания настраиваемого ПИД-регуляторы степени свободы. tunablePID позволяет вам параметризовать настраиваемый ПИД-регулятор SISO для исследований параметра или для автоматической настройки с настраивающимися командами, такими как systune, looptune, или команда Robust Control Toolbox™, hinfstruct.

tunablePID часть семейства Блоков Проекта параметрического управления. Другие Блоки Проекта параметрического управления включают tunableGain, tunableSS, и tunableTF.

Конструкция

blk = tunablePID(name,type) создает один ПИД-регулятор в непрерывном времени степени свободы:

$b l k = K_{p} + \frac{K_{i}}{s} + \frac{K_{d} s}{1 + T_{f} s},$

с настраиваемыми параметрами Kp, Ki, Kd, и Tf. type аргумент устанавливает тип контроллера путем фиксации некоторых из этих значений, чтобы обнулить (см. Входные параметры).

blk = tunablePID(name,type,Ts) создает ПИД-регулятор в дискретном времени с шагом расчета Ts:

$b l k = K_{p} + K_{i} I F (z) + \frac{K_{d}}{T_{f} + D F (z)},$

где IF (z) и DF (z) является дискретными формулами интегратора для интегральных и производных условий, соответственно. Значения IFormula и DFormula свойства устанавливают дискретные формулы интегратора (см. Свойства).

blk = tunablePID(name,sys) использует модель динамической системы, sys, установить шаг расчета, Ts, и начальные значения параметров Kp, Ki, Kd, и Tf.

Входные параметры

name

ПИД-регулятор Name, заданный как вектор символов, такой как 'C' или 'PI1'. (См. Свойства.)

type

Тип контроллера, заданный как одно из значений в следующей таблице. Определение типа контроллера фиксирует три из параметров ПИД-регулятора.

Значение для `type`	Тип контроллера	Эффект на параметрах ПИДа
`'P'`	Пропорциональный только	`Ki` и `Kd` фиксируются, чтобы обнулить; `Tf` фиксируется к 1; `Kp` свободно
`'PI'`	Пропорциональный интеграл	`Kd` фиксируется, чтобы обнулить; `Tf` фиксируется к 1; `Kp` и `Ki` свободны
`'PD'`	Пропорциональная производная с фильтром первого порядка на производном действии	`Ki` фиксируется, чтобы обнулить; `Kp`, `Kd`, и `Tf` свободны
`'PID'`	Пропорциональная интегральная производная с фильтром первого порядка на производном действии	`Kp`, `Ki`, `Kd`, и `Tf` свободны

Ts

Шаг расчета, заданный как скаляр.

sys

Модель динамической системы представление ПИД-регулятора.

Свойства

Kp, Ki, Kd, Tf

Параметризация коэффициентов ПИД Kp, Ki, Kd, и отфильтруйте постоянную времени Tf из настраиваемого ПИД-регулятора blk.

Следующие поля blk.Kp, blk.Ki, blk.Kd, и blk.Tf используются, когда вы настраиваете blk использование настраивающейся команды, такой как systune:

Поле	Описание
`Value`	Текущее значение параметра.
`Free`	Логическое значение, определяющее, фиксируется ли параметр или настраиваемый. Например, Если `blk.Kp.Free = 1`, затем `blk.Kp.Value` является настраиваемым. Если `blk.Kp.Free = 0`, затем `blk.Kp.Value` фиксируется.
`Minimum`	Минимальное значение параметра. Это свойство помещает нижнюю границу в настроенное значение параметра. Например, установка `blk.Kp.Minimum = 0` гарантирует тот `Kp` остается положительным. `blk.Tf.Minimum` должно всегда быть положительным.
`Maximum`	Максимальное значение параметра. Это свойство помещает верхнюю границу в настроенное значение параметра. Например, установка `blk.Tf.Maximum = 100` гарантирует, что постоянная времени фильтра не превышает 100.

blk.Kp, blk.Ki, blk.Kd, и blk.Tf param.Continuous объекты. Для получения общей информации о свойствах их param.Continuous объекты, смотрите param.Continuous страница ссылки на объект.

IFormula, DFormula

Дискретные формулы интегратора IF (z) и DF (z) для интегральных и производных условий, соответственно, заданный как одно из значений в следующей таблице.

Значение IF (z) или DF (z) формула

'ForwardEuler'

$\frac{T_{s}}{z - 1}$

'BackwardEuler'

$\frac{T_{s} z}{z - 1}$

'Trapezoidal'

$\frac{T_{s}}{2} \frac{z + 1}{z - 1}$

Значение по умолчанию: 'ForwardEuler'

Ts

'SampleTime' . Для моделей непрерывного времени, Ts = 0. Для моделей дискретного времени, Ts положительная скалярная величина, представляющая период выборки. Это значение выражается в модуле, заданном TimeUnit свойство модели. Незаданный шаг расчета (Ts = -1) не поддержан для блоков ПИДа.

Изменение этого свойства не дискретизирует или передискретизирует модель.

Значение по умолчанию: 0 (непрерывное время)

TimeUnit

Модули для переменной времени, шаг расчета Ts, и любые задержки модели, заданной как одно из следующих значений:

'nanoseconds'
'microseconds'
'milliseconds'
'seconds'
'minutes'
'hours'
'days'
'weeks'
'months'
'years'

Изменение этого свойства не оказывает влияния на другие свойства, и поэтому изменяет полное поведение системы. Используйте chgTimeUnit преобразовывать между единицами измерения времени, не изменяя поведение системы.

Значение по умолчанию: 'seconds'

InputName

Введите название канала, заданное как вектор символов. Используйте это свойство назвать входной канал моделей контроллеров. Например, присвойте имя error к входу моделей контроллеров C можно следующим образом.

C.InputName = 'error';

Можно использовать краткое обозначение u относиться к InputName свойство. Например, C.u эквивалентно C.InputName.

Входные названия канала имеют несколько использования, включая:

Идентификация каналов на отображении модели и графиках
Определение точек контакта, когда взаимосвязанные модели

Значение по умолчанию: Пустой символьный вектор, ''

InputUnit

Введите модули канала, заданные как вектор символов. Используйте это свойство отследить модули входного сигнала. Например, присвойте модули концентрации mol/m^3 к входу моделей контроллеров C можно следующим образом.

C.InputUnit = 'mol/m^3';

InputUnit не оказывает влияния на поведение системы.

Значение по умолчанию: Пустой символьный вектор, ''

InputGroup

Введите группы канала. Это свойство не нужно для моделей ПИД-регулятора.

Значение по умолчанию: struct без полей

OutputName

Выведите название канала, заданное как вектор символов. Используйте это свойство назвать выходной канал моделей контроллеров. Например, присвойте имя control к выходу моделей контроллеров C можно следующим образом.

C.OutputName = 'control';

Можно использовать краткое обозначение y относиться к OutputName свойство. Например, C.y эквивалентно C.OutputName.

Входные названия канала имеют несколько использования, включая:

Идентификация каналов на отображении модели и графиках
Определение точек контакта, когда взаимосвязанные модели

Значение по умолчанию: Пустой символьный вектор, ''

OutputUnit

Выведите модули канала, заданные как вектор символов. Используйте это свойство отследить модули выходного сигнала. Например, присвойте модуль Volts к выходу моделей контроллеров C можно следующим образом.

C.OutputUnit = 'Volts';

OutputUnit не оказывает влияния на поведение системы.

Значение по умолчанию: Пустой символьный вектор, ''

OutputGroup

Выведите группы канала. Это свойство не нужно для моделей ПИД-регулятора.

Значение по умолчанию: struct без полей

Name

Имя системы, заданное как вектор символов. Например, 'system_1'.

Значение по умолчанию: ''

Notes

Любой текст, который вы хотите сопоставить с системой, сохраненной как строка или массив ячеек из символьных векторов. Свойство хранит, какой бы ни тип данных вы обеспечиваете. Например, если sys1 и sys2 модели динамической системы, можно установить их Notes свойства можно следующим образом:

sys1.Notes = "sys1 has a string.";
sys2.Notes = 'sys2 has a character vector.';
sys1.Notes
sys2.Notes

ans = 

    "sys1 has a string."


ans =

    'sys2 has a character vector.'

Значение по умолчанию: [0×1 string]

UserData

Любой тип данных вы хотите сопоставить с системой, заданной как любой тип данных MATLAB^®.

Значение по умолчанию: []

Примеры

Настраиваемый контроллер фиксированным параметром

Создайте настраиваемый контроллер PD. Затем инициализируйте значения параметров и зафиксируйте постоянную времени фильтра.

blk = tunablePID('pdblock','PD');
blk.Kp.Value = 4;        % initialize Kp to 4
blk.Kd.Value = 0.7;      % initialize Kd to 0.7
blk.Tf.Value = 0.01;     % set parameter Tf to 0.01
blk.Tf.Free = false;     % fix parameter Tf to this value
blk

blk =

  Parametric continuous-time PID controller "pdblock" with formula:

               s    
  Kp + Kd * --------
             Tf*s+1 

  and tunable parameters Kp, Kd.

Type "pid(blk)" to see the current value and "get(blk)" to see all properties.

Контроллер, инициализированный моделью динамической системы

Создайте настраиваемый ПИ-контроллер дискретного времени. Используйте pid объект инициализировать параметры и другие свойства.

C = pid(5,2.2,'Ts',0.1,'IFormula','BackwardEuler');
blk = tunablePID('piblock',C)

blk =

  Parametric discrete-time PID controller "piblock" with formula:

             Ts*z 
  Kp + Ki * ------
              z-1 

  and tunable parameters Kp, Ki.

Type "pid(blk)" to see the current value and "get(blk)" to see all properties.

blk принимает значение свойств, таких как Ts и IFormula, от C.

Контроллер с именованным вводом и выводом

Создайте настраиваемый ПИД-регулятор и присвойте имена к вводу и выводу.

blk = tunablePID('pidblock','pid')   
blk.InputName = {'error'}       % assign input name
blk.OutputName = {'control'}    % assign output name

Советы

Можно изменить структуру ПИДа путем фиксации или освобождения любого из параметров Kp, Ki, Kd, и Tf. Например, blk.Tf.Free = false фиксирует Tf к его текущему значению.
Преобразовывать tunablePID параметрическая модель к числовому (ненастраиваемому) объекту модели, используйте команды модели, такие как pid, pidstdtf , или ss. Можно также использовать getValue получить текущее значение настраиваемой модели.

Вопросы совместимости

развернуть все

Название изменено от ltiblock.pid

Поведение изменяется в R2016a

До R2016a, tunablePID был назван ltiblock.pid.

Документация

tunablePID

Синтаксис

Описание

Конструкция

Входные параметры

Свойства

Примеры

Советы

Вопросы совместимости

Название изменено от ltiblock.pid

Смотрите также

Темы

Введенный в R2016a

Документация Control System Toolbox

Поддержка