Развертывание блоков автозапуска PID позволяет настраивать систему в режиме реального времени без использования Simulink ® в цикле. Тем не менее, может быть полезно запустить алгоритм автотюнинга на аппаратном обеспечении, управляя экспериментом от Simulink.
Одним из способов этого является использование модели, содержащей контроллер PID и блок автотюнера PID, и запуск этой модели в режиме внешнего моделирования. Внешний режим позволяет осуществлять связь между блок-схемой Simulink и автономной программой, созданной на основе сгенерированного кода. В этом режиме Simulink служит интерфейсом мониторинга в реальном времени, в котором можно взаимодействовать с алгоритмом настройки, работающим на аппаратном обеспечении. Например, можно запустить и остановить эксперимент или изменить цели настройки из интерфейса Simulink во время работы модели.
При настройке во внешнем режиме можно развернуть только алгоритм эксперимента, так что часть настройки PID вычисления выполняется в Simulink. Это позволит сэкономить память на целевом оборудовании. Для запуска алгоритма автоматического запуска PID во внешнем режиме требуется продукт генерации кода, например Simulink Coder™.
Модель Simulink для автоматического запуска PID во внешнем режиме напоминает следующую иллюстрацию.
Здесь блоки отмечены Read plant output from hardware и Write plant input to hardware представляют собой аппаратные интерфейсы, которые считывают данные с физического предприятия или записывают данные на него. Когда вы готовы к настройке, вы запускаете эту модель в режиме внешнего моделирования.
При использовании автоотюнера PID с разомкнутым контуром, если контроллер включает в себя действие интегратора, рассмотрите возможность реализации отслеживания сигналов, чтобы избежать срабатывания интегратора во время эксперимента настройки. Отслеживание сигналов позволяет ПИД-контроллеру продолжать отслеживать реальный входной сигнал установки, пока он находится вне контура. Без него система может испытать удар, когда контур управления замкнут в конце процесса настройки.
Если ваш контроллер PID является блоком контроллера Simulink PID, вы можете использовать параметр Enable tracking mode (включить режим отслеживания) блока контроллера, чтобы избежать этого всплеска. На следующей схеме показан модуль, содержащий блок автоматического запуска PID с разомкнутым контуром и блок контроллера PID с настроенным режимом отслеживания. Вход установки поступает на вход отслеживания блока контроллера.
Для настройки внешнего режима необходимо настроить start-stop сигнал, как описано в PID Autotuning для установки, смоделированной в Simulink. Модели, проиллюстрированные здесь, используют простой переключатель с двоичным сигналом для запуска и остановки эксперимента вручную.
Также можно настроить параметры контроллера, цели настройки и параметры эксперимента, как описано в разделе Автоматизация PID для завода, смоделированного в Simulink.
После конфигурирования параметров блока для эксперимента в модели выберите external modeустановите время моделирования на бесконечное и запустите модель.
Simulink компилирует модель и развертывает ее на подключенном оборудовании.
Если вы настроили start/stop сигнал, чтобы начать и завершить процесс настройки в определенное время, позволяют моделированию проходить до конца эксперимента.
Если настроено руководство start/stop сигнал, начните эксперимент, когда ваш завод достигнет стационарного состояния. Наблюдайте за сигналом на % conv и прекратить эксперимент, когда сигнал стабилизируется около 100%.
По завершении настройки проверьте и проверьте настроенные коэффициенты усиления, как описано в разделе Автотюнинг PID для установки, смоделированной в Simulink.
Более подробный пример, иллюстрирующий использование внешнего режима для управления процессом автозапуска через Simulink, см. в разделе Настройка контроллера PID в режиме реального времени с использованием блока автозапуска PID с разомкнутым контуром.
Блоки автотюнера содержат два модуля, один из которых выполняет оценку частотного отклика в реальном времени, а другой использует результирующий оценочный отклик для настройки коэффициентов усиления PID. При запуске модели Simulink, содержащей блок в режиме внешнего моделирования, по умолчанию развертываются оба модуля. Память на целевом оборудовании можно сохранить, развернув только модуль оценки. В этом случае алгоритм настройки выполняется на хост-компьютере Simulink вместо целевого оборудования. Для этого используйте параметр Уменьшить объем памяти и избежать переполнения задачи в блоке autotuner. При выборе этой опции развернутый алгоритм использует примерно на треть столько же памяти, сколько при сбросе этой опции.
Вычисление коэффициента усиления PID требует большей вычислительной нагрузки, чем оценка частотного отклика. Для быстрого времени выборки контроллера некоторые аппаратные средства могут не завершить вычисление коэффициента усиления в течение одного цикла выполнения. Поэтому при использовании оборудования с ограниченной вычислительной мощностью выбор этого параметра позволяет настроить PID-контроллер с быстрым временем выборки.
Кроме того, при включении этой опции может возникнуть задержка в несколько периодов выборки между завершением эксперимента настройки и приходом новых коэффициентов усиления PID к выходному порту коэффициента усиления pid. Перед подачей коэффициентов усиления на контроллер сначала подтвердите изменение в выходном порту коэффициентов усиления pid вместо использования сигнала запуска/остановки в качестве триггера для обновления.
Внимание
При использовании этой опции модель должна быть настроена таким образом, чтобы числовые параметры блока были настраиваемыми в сгенерированном коде, а не встроенными. Чтобы указать настраиваемые параметры:
В редакторе модели «Параметры конфигурации» в меню «Создание кода» > «Оптимизация» задайте для параметра «Поведение по умолчанию» значение Tunable.
В командной строке: Использовать set_param(mdl,'DefaultParameterBehavior','Tunable').
Автоматический запуск PID с замкнутым контуром | Автоматический запуск PID с разомкнутым контуром