pidTuner

Открыть тюнер PID для настройки PID

Синтаксис

pidTuner(sys,type) pidTuner(sys,Cbase) pidTuner(sys) pidTuner

Описание

pidTuner(sys,type) запускает приложение PID Tuner и разрабатывает контроллер типа type для завода sys.

pidTuner(sys,Cbase) запускает PID-тюнер с базовым контроллером Cbase для сравнения производительности между разработанным контроллером и базовым контроллером. Если Cbase является pid, pidstd, pid2 или pidstd2 объект контроллера, PID-тюнер проектирует контроллер той же формы, типа и дискретных формул интегратора, что и Cbase.

pidTuner(sys) конструирует ПИ-контроллер параллельной формы.

pidTuner запускает PID-тюнер с установкой по умолчанию 1 и пропорциональным (P) контроллером 1.

Входные аргументы

sys

Модель установки для проектирования контроллера. sys могут быть:

Любая система LTI SISO (например, ss, tf, zpk, или frd).
Любой Системный Идентификационный Toolbox™ SISO линейная модель (idtf(Панель инструментов идентификации системы), idfrd(Панель инструментов идентификации системы), idgrey(Панель инструментов идентификации системы), idpoly(Панель инструментов идентификации системы), idproc(Панель инструментов идентификации системы), или idss(Панель инструментов идентификации системы)).
Модель непрерывного или дискретного времени.
Стабильная, нестабильная или интегрированная. Однако стабилизация установки с нестабильными полюсами под контролем МТС может оказаться невозможной.
Модель, включающая любой тип временной задержки. Однако установка с длительными временными задержками может не достичь надлежащей производительности под контролем МТС.

Если растение имеет неустойчивые полюса, и sys является либо:

A frd модель
A ss модель с внутренними временными задержками, которые не могут быть преобразованы в задержки ввода-вывода

затем необходимо указать количество неустойчивых полюсов в установке. Для этого после открытия PID Tuner в меню Plant выберите Import. В диалоговом окне «Импорт линейной системы» выполните повторный импорт sys, указывая количество нестабильных полюсов, по запросу.

type

Тип разрабатываемого контроллера, указанный как символьный вектор. Термин тип контроллера обозначает, какие термины присутствуют в действии контроллера. Например, PI-контроллер имеет только пропорциональный и интегральный член, в то время как PIDF-контроллер содержит пропорциональные, интеграторные и отфильтрованные производные члены. type могут принимать значения, суммированные ниже. Более подробная информация об этих типах контроллеров приведена в разделе Типы контроллеров PID для настройки

1-DOF Контроллеры

'P' - Только пропорциональный
'I' - Только интегральный
'PI' - Пропорциональный и интегральный
'PD' - Пропорциональная и производная
'PDF' - Пропорциональная и производная с фильтром первого порядка на члене производной
'PID' - Пропорциональная, интегральная и производная
'PIDF' - Пропорциональная, интегральная и производная с фильтром первого порядка на члене производной

2-DOF Контроллеры

'PI2' - 2-DOF пропорциональный и интегральный
'PD2' - 2-DOF пропорциональная и производная
'PDF2' - 2-DOF пропорциональная и производная с фильтром первого порядка на член производной
'PID2' - 2-DOF пропорциональная, интегральная и производная
'PIDF2' - 2-DOF пропорциональная, интегральная и производная с фильтром первого порядка на члене производной

Дополнительные сведения о 2-DOF контроллеров PID в целом см. в разделе Двухстепенные контроллеры PID.

2-DOF Контроллеры с фиксированными весами уставки

'I-PD' - 2-DOF PID с b = 0, c = 0
'I-PDF' - 2-DOF PIDF с b = 0, c = 0
'ID-P' - 2-DOF PID с b = 0, c = 1
'IDF-P' - 2-DOF PIDF с b = 0, c = 1
'PI-D' - 2-DOF PID с b = 1, c = 0
'PI-DF' - 2-DOF PIDF с b = 1, c = 0

Для более подробной информации о фиксированном весе заданного значения диспетчеры PID с 2 финансовыми департаментами посмотрите диспетчера PID Тайпеса для Настройки.

Форма контроллера

При использовании type PID-тюнер создает контроллер в параллельной форме. Если вы хотите создать контроллер в стандартной форме, используйте ввод Cbase вместо typeили выберите Standard в меню «Форма». Дополнительные сведения о параллельных и стандартных формах см. в разделе pid и pidstd справочные страницы.

Если sys является дискретно-временной моделью с временем выборки Ts, PID-тюнер проектирует дискретное время pid с помощью контроллера ForwardEuler формула дискретного интегратора. Для конструирования контроллера, имеющего другую формулу дискретного интегратора:

Использовать входной аргумент Cbase вместо type. PID-тюнер считывает из базового контроллера формулы типа, формы и дискретного интегратора Cbase.
В настройщике PID нажмите кнопку «Параметры», чтобы открыть диалоговое окно «Параметры контроллера». Выберите дискретные формулы интегратора в меню Интегральная формула и Производная формула.

Дополнительные сведения о формулах дискретных интеграторов см. в разделе pid и pidstd справочные страницы.

Cbase

Динамическая система, представляющая базовый контроллер, позволяющая сравнивать производительность проектируемого контроллера с производительностью Cbase.

Если Cbase является pid или pidstd объект, PID Tuner также использует его для конфигурирования формул типа, формы и дискретного интегратора проектируемого контроллера. Проектируемый контроллер:

Является типом, представленным Cbase.
Является контроллером параллельной формы, если Cbase является pid объект контроллера.
Является контроллером стандартной формы, если Cbase является pidstd объект контроллера.
Является контроллером 2-DOF параллельной формы, если Cbase является pid2 объект контроллера.
Является контроллером 2-DOF стандартной формы, если Cbase является pidstd2 объект контроллера.
Имеет то же самое Iformula и Dformula значения как Cbase. Для получения дополнительной информации о Iformula и Dformula, см. pid и pidstd справочные страницы.

Если Cbase - любая другая динамическая система, PID-тюнер проектирует ПИ-контроллер параллельной формы. Форму и тип контроллера можно изменить с помощью меню «Форма» и «Тип» после запуска PID-тюнера.

Примеры

Интерактивная настройка PID контроллера параллельной формы

Запуск PID-тюнера для проектирования параллельного контроллера PIDF для установки дискретного времени:

Gc = zpk([],[-1 -1 -1],1);
Gd = c2d(Gc,0.1);           % Create discrete-time plant

pidTuner(Gd,'pidf')          % Launch PID Tuner

Интерактивная настройка PID контроллера стандартной формы с использованием метода дискретизации интегратора

Проектирование стандартного контроллера PIDF с использованием BackwardEuler формула дискретного интегратора:

Gc = zpk([],[-1 -1 -1],1);
Gd = c2d(Gc,0.1);           % Create discrete-time plant


% Create baseline controller. 
Cbase = pidstd(1,2,3,4,'Ts',0.1,...
      'IFormula','BackwardEuler','DFormula','BackwardEuler')

pidTuner(Gd,Cbase)          % Launch PID Tuner

PID-тюнер проектирует контроллер для Gd имеющие ту же форму, тип и дискретные интеграторные формулы, что и Cbase. Для сравнения можно просмотреть графики ответов Cbase с графиками ответов разработанного контроллера, установив флажок Show baseline в PID Tuner.

Совет

Если type или Cbase задает контроллер PID с одной степенью свободы (1-DOF), затем pidTuner конструирует контроллер для контура единичной обратной связи, как показано:
Если type или Cbase задает контроллер PID с двумя степенями свободы (2-DOF), затем pidTuner конструирует контроллер 2-DOF, как в контуре обратной связи этой иллюстрации:
Тюнер PID имеет целевой запас фазы по умолчанию 60 градусов и автоматически настраивает прирост PID для балансировки производительности (время отклика) и надежности (пределы стабильности). Используйте ползунки Время отклика или Полоса пропускания и Запас по фазе, чтобы настроить производительность контроллера в соответствии с вашими требованиями. Повышение производительности обычно снижает надежность и наоборот.
Выберите графики ответа в меню «Ответ» для анализа производительности контроллера.
Если вы предоставите Cbase, установите флажок Показать опорную структуру (Show baseline), чтобы отобразить ответ контроллера базовой структуры.
Более подробную информацию об использовании PID-тюнера см. в разделе Проектирование PID-контроллеров с PID-тюнером.

Для получения информации о интерактивной настройке PID в интерактивном редакторе см. задачу Настройка контроллера PID в интерактивном редакторе. Эта задача позволяет в интерактивном режиме проектировать контроллер PID и автоматически генерировать код MATLAB ® для сценария в реальном времени.

Алгоритмы

Сведения об алгоритме настройки PID MathWorks ® см. в разделе Алгоритм настройки PID.

Альтернативы

Можно открыть PID-тюнер с рабочего стола MATLAB на вкладке «Приложения». При этом используйте меню Plant в PID Tuner для определения модели завода.

Для настройки PID в командной строке используйте pidtune. pidtune команда может проектировать контроллер для нескольких установок одновременно.

Для получения информации о интерактивной настройке PID в интерактивном редакторе см. задачу Настройка контроллера PID в интерактивном редакторе. Эта задача позволяет в интерактивном режиме проектировать контроллер PID и автоматически генерировать код MATLAB для сценария в реальном времени.

Ссылки

Oström, K. J. и Hägglund, T. Advanced PID Control, Research Triangle Park, NC: Instrumentation, Systems, and Automation Society, 2006.

См. также

Темы

Представлен в R2014b

Документация