Анализируйте проект в PID Tuner

Чтобы определить, удовлетворяет ли ваш ПИД-регулятор ваши требования, можно анализировать отклик системы с помощью графиков отклика PID Tuner.

Постройте отклики системы

Чтобы определить, удовлетворяет ли проект компенсатора ваши требования, можно анализировать отклик системы с помощью графиков отклика. На вкладке PID Tuner выберите график отклика из меню Add Plot. Меню Add Plot также позволяет вам выбрать из нескольких графиков шага (ответ временного интервала) или Диаграммы Боде (ответ частотного диапазона).

Для типов ПИД-регулятора 1-DOF, таких как PI, PIDF и PDF, программное обеспечение вычисляет отклики системы, основанные на следующей одноконтурной архитектуре управления, где G является вашим заданным объектом, и C является ПИД-регулятором:

Для типов ПИД-регулятора 2-DOF, таких как PI2, PIDF2 и I-PD, программное обеспечение вычисляет ответы, основанные на следующей архитектуре:

Отклики системы основаны на разложении ПИД-регулятора 2-DOF, C, на компонент заданного значения C r и компонент обратной связи C y, как описано в ПИД-регуляторах с двумя степенями свободы.

Следующая таблица обобщает доступные ответы для графиков для анализа.

Ответ	Нанесенная на график система (1-DOF)	Нанесенная на график система (2-DOF)	Описание
`Plant`	G	G	Ответ объекта. Используйте, чтобы исследовать динамику объекта.
`Open-loop`	GC	_–GCy	Ответ системы объекта контроллера разомкнутого контура. Используйте для проекта частотного диапазона. Используйте, когда ваши технические требования проекта будут включать критерии робастности, такие как поле коэффициента усиления разомкнутого контура и запас по фазе.
`Reference tracking`	$\frac{G C}{1 + G C}$ (от r до y)	$\frac{G C_{r}}{1 - G C_{y}}$ (от r до y)	Отклик системы с обратной связью к ступенчатому изменению в заданном значении. Используйте, когда ваши технические требования проекта будут включать отслеживание заданного значения.
`Controller effort`	$\frac{C}{1 + G C}$ (от r до u)	$\frac{C_{r}}{1 - G C_{y}}$ (от r до u)	Ответ контроллера выход с обратной связью на ступенчатое изменение в заданном значении. Используйте, когда ваш проект будет ограничен практическими ограничениями, такими как насыщение контроллера.
`Input disturbance rejection`	$\frac{G}{1 + G C}$ (от d ₁ к y)	$\frac{G}{1 - G C_{y}}$ (от d ₁ к y)	Отклик системы с обратной связью, чтобы загрузить воздействие (воздействие шага во входе объекта). Используйте, когда ваши технические требования проекта будут включать входное подавление помех.
`Output disturbance rejection`	$\frac{1}{1 + G C}$ (от d ₂ к y)	$\frac{1}{1 - G C_{y}}$ (от d ₂ к y)	Отклик системы с обратной связью к воздействию шага на объекте выводится. Используйте, когда это необходимо, чтобы анализировать чувствительность к моделированию ошибок.

Сравните настроенный ответ, чтобы блокировать ответ

По умолчанию PID Tuner строит отклики системы с помощью обоих:

Содействующие значения ПИДа в контроллере блокируются в модели Simulink^® (Ответ блока).
Содействующие значения ПИДа текущего проекта PID Tuner (Настроенный ответ).

Когда вы настраиваете текущий проект PID Tuner, такой как путем перемещения ползунков, Настроенного изменения графиков отклика, в то время как графики отклика Блока не делают.

Чтобы записать текущий проект PID Tuner в модель Simulink, щелкнуть. Когда вы делаете так, текущий Настроенный ответ становится ответом Блока. Дальнейшая корректировка текущего проекта создает новую Настроенную линию ответа.

Чтобы скрыть ответ Блока, нажмите Options и снимите флажок с Show Block Response.

Просмотрите числовые значения характеристик системы

Можно просмотреть значения для характеристик системы, таких как максимальная чувствительность и запас по амплитуде, также:

Непосредственно на графике отклика — Использование контекстное меню, чтобы добавить характеристики, которые появляются как синие маркеры. Затем щелкните левой кнопкой по маркеру, чтобы отобразить соответствующую информационную панель.
В таблице Performance and robustness — Чтобы отобразить эту таблицу, нажмите Show Parameters.

Экспортируйте объект или контроллер к рабочему пространству MATLAB

Можно экспортировать линеаризовавшую модель объекта управления, вычисленную PID Tuner к рабочей области MATLAB^® для последующего анализа. Для этого нажмите Update Block и выберите Export.

В диалоговом окне Export проверяйте модели, которые вы хотите экспортировать. Нажмите OK, чтобы экспортировать объект или контроллер к рабочему пространству MATLAB как пространство состояний (ss) объект модели или pid объект, соответственно.

В качестве альтернативы можно экспортировать модель с помощью контекстного меню в Data Browser. Для этого кликните по вкладке Data Browser.

Затем щелкните правой кнопкой по модели и выберите Export.

Совершенствуйте проект

Если ответ первоначального проекта контроллера не удовлетворяет ваши требования, можно в интерактивном режиме настроить проект. PID Tuner дает вам две опции Domain для совершенствования проектирования контроллера:

Time область (значение по умолчанию) — Использование ползунок Response Time, чтобы сделать ответ с обратной связью системы управления быстрее или медленнее. Используйте ползунок Transient Behavior, чтобы сделать контроллер более агрессивным в подавлении помех или более устойчивым против неопределенности объекта.
Frequency — Используйте ползунок Bandwidth, чтобы сделать ответ с обратной связью системы управления быстрее, или медленнее (время отклика является 2/_wc, где _wc является пропускной способностью). Используйте ползунок Phase Margin, чтобы сделать контроллер более агрессивным в подавлении помех или более устойчивым против неопределенности объекта.

В обоих режимах существует компромисс между эффективностью подавления помех и отслеживанием уставки. Для примера, который показывает, как использовать ползунки, чтобы настроить этот компромисс, смотрите ПИД-регулятор Мелодии, чтобы Способствовать Отслеживанию уставки или Подавлению помех.

Если вы находите проект компенсатора, который удовлетворяет ваши требования, проверьте, что он ведет себя похожим способом в нелинейной модели Simulink. Для инструкций смотрите, Проверяют Проект ПИДа в Вашей Модели Simulink.

Совет

Чтобы вернуться к первоначальному проекту контроллера после перемещения ползунков, нажмите Reset Design.

Смотрите также

PID Tuner

Документация