Разработка ПИД-регуляторов с PID Tuner

В Control System Toolbox™ PID Tuner позволяет вам выполнить автоматическую, интерактивную настройку ПИД-регуляторов для объектов, представленных моделями LTI.

Для получения информации об использовании PID Tuner, чтобы настроить блок PID Controller в модели Simulink®, смотрите Введение в Основанный на модели ПИД, Настраивающий Simulink (Simulink Control Design).

Обзор PID Tuner

Используйте PID Tuner, чтобы в интерактивном режиме спроектировать ПИД-регулятор SISO в пути feedforward одноконтурной настройки управления с обратной связью единицы.

PID Tuner автоматически проектирует контроллер для вашего объекта. Вы задаете тип контроллера (P, я, PI, PD, PDF, ПИД, PIDF) и форма (параллель или стандарт).

Можно также использовать PID Tuner, чтобы спроектировать ПИД-регулятор 2-DOF для настройки обратной связи этого рисунка:

PID Tuner может спроектировать ПИД-регуляторы 2-DOF, в которых веса заданного значения могут быть свободными и настраиваемые параметры. PID Tuner может также спроектировать контроллеры, в которых веса заданного значения фиксируются в настройках общего контроля, таких как I-PD и ПИД.

Можно анализировать проект с помощью множества графиков отклика, и в интерактивном режиме настроить проект, чтобы соответствовать требованиям к производительности.

Чтобы запустить PID Tuner, используйте pidTuner команда:

pidTuner(sys,type)

где sys линейная модель объекта, которым вы хотите управлять, и type указывает на тип контроллера, чтобы спроектировать.

В качестве альтернативы войдите

pidTuner(sys,Cbase)

где Cbase базовый контроллер, позволяя вам сравнить производительность спроектированного контроллера к производительности Cbase.

Для получения дополнительной информации о sys и Cbase, смотрите pidTuner страница с описанием.

Примечание

Можно также открыть PID Tuner с рабочего стола MATLAB® во вкладке Apps. Когда вы сделаете так, используйте меню Plant в PID Tuner, чтобы задать вашу модель объекта управления.

Тип ПИД-регулятора

Чтобы выбрать тип контроллера, используйте один из этих методов:

  • Задайте тип, когда открытие приложения — Обеспечивает type аргумент к pidTuner команда, когда вы открываете PID Tuner. Например, pidTuner(G,'PIDF2') открывает PID Tuner с первоначальным проектом, который является ПИД-регулятором 2-DOF с фильтром на производном термине.

  • Укажите, что тип с существующим объектом контроллера — Предоставляет базовому контроллеру Cbase аргумент к pidTuner команда, когда вы открываете PID Tuner. PID Tuner проектирует контроллер того же типа как Cbase. Например, предположите C0 pid объект контроллера, который имеет пропорциональное и производное действие только (контроллер PD). Затем pidTuner(G,C0) открывает PID Tuner с первоначальным проектом, который является контроллером PD.

  • Задайте тип контроллера в рамках приложения — В PID Tuner, используйте меню Type, чтобы изменить типы контроллера.

Следующие таблицы обобщают доступные типы ПИД-регулятора. Для получения дополнительной информации об этих типах контроллера, смотрите Типы ПИД-регулятора для Настройки.

Контроллеры 1-DOF

type введите к pidTunerЗапись в меню TypeДействия контроллера
'P'PПропорциональный только
'I'IИнтеграл только
'PI'PIПропорциональный и интеграл
'PD'PDПропорциональный и производный
'PDF'PDFПропорциональный и производный с фильтром первого порядка на производном термине
'PID'PIDПропорциональный, интеграл и производная
'PIDF'PIDFПропорциональный, интеграл и производная с фильтром первого порядка на производном термине

Контроллеры 2-DOF

PID Tuner может автоматически спроектировать типы ПИД-регулятора 2-DOF со свободными весами заданного значения. Следующая таблица обобщает типы контроллера 2-DOF в PID Tuner. Для получения дополнительной информации о ПИД-регуляторах 2-DOF обычно, смотрите ПИД-регуляторы с двумя степенями свободы.

type введите к pidTunerЗапись в меню TypeДействия контроллера
'PI2'PI2Пропорциональный 2-DOF и интеграл
'PD2'PD22-DOF, пропорциональный и производный
'PDF2'PDF22-DOF, пропорциональный и производный с фильтром первого порядка на производном термине
'PID2'PID2Пропорциональный 2-DOF, интеграл и производная
'PIDF2'PIDF2Пропорциональный 2-DOF, интеграл и производная с фильтром первого порядка на производном термине

Контроллеры 2-DOF с фиксированными весами заданного значения

Используйте PID Tuner, чтобы спроектировать типы контроллера фиксированного веса заданного значения, полученные в итоге в следующей таблице. Для получения дополнительной информации об этих типах контроллера, смотрите Типы ПИД-регулятора для Настройки.

type введите к pidTunerЗапись в меню TypeДействия контроллера
'I-PD'I-PDПИД с 2 степенями свободы с b = 0, c = 0
'I-PDF'I-PDFС 2 степенями свободы PIDF с b = 0, c = 0
'ID-P'ID-PПИД с 2 степенями свободы с b = 0, c = 1
'IDF-P'IDF-PС 2 степенями свободы PIDF с b = 0, c = 1
'PI-D'PI-DПИД с 2 степенями свободы с b = 1, c = 0
'PI-DF'PI-DFС 2 степенями свободы PIDF с b = 1, c = 0

Типы контроллера дискретного времени

Если sys модель дискретного времени с шагом расчета Ts, PID Tuner проектирует дискретное время pid контроллер, использующий ForwardEuler дискретная формула интегратора. Чтобы спроектировать контроллер, который имеет различные дискретные формулы интегратора, используйте один из следующих методов:

  • Предоставьте базовому контроллеру дискретного времени Cbase к команде запуска pidTuner. PID Tuner проектирует контроллер, который имеет те же дискретные формулы интегратора как Cbase.

  • После запуска PID Tuner нажмите Options, чтобы открыть диалоговое окно Controller Options. Выберите дискретные формулы интегратора из меню Integral Formula и Derivative Formula.

Для получения дополнительной информации о дискретных формулах интегратора, смотрите pid, pid2, pidstd, и pidstd2 страницы с описанием.

Форма ПИД-регулятора

Когда вы используете type введите к pidTuner, PID Tuner проектирует контроллер в параллельной форме. Чтобы спроектировать контроллер в стандартной форме, используйте один из следующих методов:

  • Предоставьте базовому контроллеру стандартной формы Cbase к команде запуска pidTuner. PID Tuner проектирует контроллер той же формы как Cbase.

  • Используйте меню Form, чтобы изменить форму контроллера после запуска PID Tuner.

Для получения дополнительной информации о параллельных и стандартных формах контроллера, смотрите pid, pid2, pidstd, и pidstd2 страницы с описанием.

Похожие темы