Когда использовать автонастройку ПИД-регулятора

Блоки автотюнера ПИДа в Simulink® Control Design™ позволяют вам настроить ПИД-регулятор без параметрической модели объекта управления или первоначального проекта контроллера. Если у вас есть продукт генерации кода, такой как Simulink Coder™, можно сгенерировать код, который реализует настраивающийся алгоритм на оборудовании. Развертывание алгоритма к оборудованию позволяет вам настроить контроллер для физического объекта, с или не используя Simulink, чтобы справиться с настраивающим процессом.

Чтобы достигнуть настройки без моделей, используйте блоки Open-Loop PID Autotuner или Closed-Loop PID Autotuner. Эти блоки выполняют эксперимент оценки частотной характеристики, который вводит сигналы в объект и измеряет объект выход с обратной связью, закрытой или открытой, соответственно. Блоки используют получившуюся предполагаемую частотную характеристику, чтобы настроить коэффициенты ПИД для объекта.

Автонастройка ПИД-регулятора работает с любым асимптотически устойчивым или объединяющимся объектом SISO, или или старшим разрядом младшего разряда, с или без задержки, и с или без прямого сквозного соединения. Это может настроить любой тип ПИД-регулятора. Вы инициировали настраивающий процесс через вход с блоком, таким образом, можно настроить контроллер в любое время.

Автонастройка ПИД-регулятора для физического объекта

Встроенная автонастройка ПИД-регулятора является полезной опцией, когда вы имеете управляемую ПИДом систему и испытательный стенд или управляете средой, чтобы действовать в. В этом случае можно развернуть блок автотюнера в оборудование и автоматически настроить усиления ПИД-регулятора в системе.

На практике можно справиться с процессом автонастройки ПИД-регулятора несколькими способами, включая:

Автонастройка ПИД-регулятора для модели объекта управления в Simulink

Если у вас есть модель объекта управления в Simulink, можно использовать автонастройку ПИД-регулятора для:

  • Получите первоначальный проект ПИДа для своего объекта, который можно совершенствовать путем настройки против физического объекта.

  • Ответ объекта предварительного просмотра и настраивает настройки для автонастройки ПИД-регулятора прежде, чем настроить контроллер в режиме реального времени. Выполнение так помогает гарантировать, что настройка в реальном времени не изгоняет вашу систему из желательного рабочего диапазона.

Для получения дополнительной информации смотрите Автонастройку ПИД-регулятора для Объекта, Смоделированного в Simulink.

С обратной связью по сравнению с автонастройкой ПИД-регулятора разомкнутого цикла

Инструменты автонастройки ПИД-регулятора позволяют вам настроиться:

  • В настройке с обратной связью, с вашим объектом под управлением существующего ПИД-регулятора (блок Closed-Loop PID Autotuner).

  • В настройке разомкнутого цикла (блок Open-Loop PID Autotuner). С автоматической настройкой разомкнутого цикла, если объект находится в обратной связи, автотюнер открывает цикл на время настраивающего процесса.

В общем случае, если у вас нет первоначального проекта ПИДа, запустите с автоматической настройки разомкнутого цикла и переключитесь на автоматическую настройку с обратной связью для перенастройки или улучшения. Если у вас есть первоначальный проект ПИДа для вашего объекта, используйте настройку с обратной связью, которая более безопасна для вашего объекта. С автоматической настройкой с обратной связью контроллер остается в цикле к:

  • Отклоните неожиданные воздействия объекта, чтобы обеспечить безопасную работу объекта во время эксперимента оценки.

  • Снизьте риск, что возмущения, используемые в эксперименте, отгоняют объект от желаемой рабочей точки.

Дополнительные преимущества подхода автоматической настройки с обратной связью включают:

  • Настройка с обратной связью работает с объектами нескольких-интеграторов. В отличие от этого вы не можете использовать разомкнутый цикл, автоматически настраивающийся в объектах нескольких-интеграторов. Даже объекты одно интегратора рискуют дрейфовать далеко от желаемой рабочей точки во время настройки разомкнутого цикла.

  • Поскольку обратная связь остается закрытой, нет никакой озабоченности по поводу насыщения контроллера во время настраивающего процесса. В отличие от этого с автоматической настройкой разомкнутого цикла, контроллер с интегральным действием может насыщать, в то время как цикл открыт. Такое насыщение может создать скачок во входе объекта, когда настраивающий процесс заканчивается. С настройкой разомкнутого цикла необходимо сделать дополнительные шаги, чтобы гарантировать, что контроллер продолжает отслеживать блок автотюнера выход во время настройки. (См., например, Автонастройку ПИД-регулятора для Объекта, Смоделированного в Simulink.)

Если безопасная работа вашего объекта не является практическим беспокойством (такой, настраиваясь против модели объекта управления в Simulink), автоматическая настройка разомкнутого цикла имеет эти преимущества:

  • Настройка разомкнутого цикла может привести к более точной оценке частотной характеристики и настройке. В настройке с обратной связью контроллер подавляет введенные возмущения, которые могут привести к менее точной оценке частотной характеристики и более плохим настраивающим результатам.

  • Настройка разомкнутого цикла быстрее. Настройка с обратной связью использует сигнал возмущения более низкой частоты, который делает процесс приблизительно в три раза дольше.

  • Объем потребляемой памяти развернутого алгоритма немного меньше.

Внимание

  • Не используйте или автонастройку ПИД-регулятора или разомкнутого цикла с обратной связью с нестабильным объектом.

  • Не используйте автонастройку ПИД-регулятора разомкнутого цикла с объектом, который имеет больше чем один интегратор. Можно использовать автонастройку ПИД-регулятора с обратной связью с объектом нескольких-интеграторов.

Чтобы начать с любым типом автотюнера ПИДа, смотрите Как работы Автонастройки ПИД-регулятора.

Если не использовать автонастройку ПИД-регулятора

Автонастройка ПИД-регулятора не подходит для нестабильных объектов. Возмущения, примененные в настройке разомкнутого цикла, могут управлять нестабильным объектом к условиям работы, которые небезопасны для объекта. Несмотря на то, что автоматическая настройка с обратной связью не имеет того риска, она не дает к значимым настраивающим результатам для нестабильных объектов.

Автонастройка ПИД-регулятора не работает хорошо, когда существуют большие воздействия на объекте во время эксперимента оценки. Воздействия искажают ответ объекта на сигналы возмущения, давая к плохим результатам оценки.

Смотрите также

|

Похожие темы

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте