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.
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:
Разверните автоматически настраивающийся алгоритм как автономный встроенный модуль и справьтесь с настраивающим процессом в своей собственной среде программного и аппаратного обеспечения. Для получения дополнительной информации смотрите Автонастройку ПИД-регулятора в режиме реального времени.
Инициируйте, контролируйте и анализируйте процесс автоматической настройки через Simulink. Для получения дополнительной информации смотрите Управление Автонастройка ПИД-регулятора В реальном времени 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.
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, начните 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.
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.
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 приводит 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, приводя к плохим результатам оценки.
Closed-Loop PID Autotuner | Open-Loop PID Autotuner