При наличии программного обеспечения System Identification Toolbox™ PID Tuner позволяет оценить параметры линейной модели установки на основе данных ответа во временной области. Затем PID-тюнер настраивает PID-контроллер для результирующей оценочной модели. Данные отклика могут быть либо измерены из реальной системы, либо получены путем моделирования модели Simulink ®. Оценка растений особенно полезна, когда модель Simulink не может быть линеаризована или линеаризована до нуля. Для идентификации завода необходимо указать конечное значение времени остановки модели Simulink.
PID-тюнер предоставляет несколько методов для графической, ручной или автоматической корректировки расчетной модели в соответствии с данными ответа. Этот раздел иллюстрирует некоторые из этих методов.
В PID Tuner на вкладке PID Tuner в меню Plant выберите Identify New Plant.
На закладке Идентификация завода щелкните
Получить данные ввода-вывода. Это меню позволяет получить данные ответа системы одним из двух способов:
Моделирование данных. Получение данных отклика системы путем моделирования отклика модели Simulink на входной сигнал. Дополнительные сведения см. в разделе Проектирование PID-контроллера с использованием смоделированных данных ввода-вывода.
Импорт данных ввода-вывода. Импорт измеренных данных отклика системы, как описано в разделе Импорт измеренных данных отклика для оценки установки.
После импорта или моделирования данных на графике «Идентификация завода» отображаются данные ответа и ответ первоначального оцененного завода. Теперь можно выбрать структуру завода и скорректировать оцененные параметры завода до тех пор, пока ответ оцененного завода не будет хорошо соответствовать данным ответа.
В зависимости от качества и особенностей импортированных или смоделированных данных может потребоваться выполнить предварительную обработку данных для улучшения расчетных результатов завода. PID-тюнер предоставляет несколько опций для предварительной обработки данных ответа, таких как удаление смещений, фильтрация или извлечение подмножества данных. Дополнительные сведения см. в разделе Данные предварительной обработки.
PID-тюнер позволяет задать структуру установки, например «Один полюс», «Два реальных полюса» или «State-Space Model». В меню Структура выберите структуру завода, которая лучше всего соответствует ответу. Можно также добавить задержку переноса, ноль или интегратор на завод.
На следующем примере графика однополюсная структура дает качественно правильный отклик. Можно внести дополнительные корректировки в структуру завода и значения параметров, чтобы отклик оцененной системы лучше соответствовал измеренным данным отклика.
PID Tuner предоставляет несколько способов настройки параметров установки:
Графически скорректировать отклик расчетной системы путем перетаскивания регулировщиков на график. В этом примере перетащите красный цвет x для корректировки расчетной постоянной времени установки. Тюнер PID пересчитывает системные параметры. По мере изменения реакции оцененной системы становится очевидным, что между применением ввода шага в t = 5 с и отклик системы на этот шаг ввода.
Чтобы добавить задержку переноса к расчетной модели завода, в разделе Структура завода установите флажок Задержка. На графике появляется вертикальная линия, указывающая текущее значение задержки. Перетащите линию влево или вправо, чтобы изменить задержку, и внесите дополнительные изменения в ответ системы, перетащив красный цвет. x.
Настройте числовые значения системных параметров, таких как коэффициенты усиления, постоянные времени и временные задержки. Чтобы численно скорректировать значения системных параметров, щелкните
Править параметры (Edit Parameters).
Предположим, что из независимого измерения известно, что задержка переноса в системе составляет 1,5 секунды. В диалоговом окне "Параметры завода" введите значение 1,5 для " Установите флажок «Исправить», чтобы исправить значение параметра. При выборе параметра Исправить (Fix) ни графические, ни автоматические корректировки расчетной модели завода не влияют на это значение параметра.
Автоматическая оптимизация параметров системы для соответствия измеренным данным отклика. Щелкните
Автоматическая оценка (Auto Estimate), чтобы обновить расчетные параметры системы, используя текущие значения в качестве начального предположения.
Можно продолжить итерацию с помощью любого из этих методов для корректировки структуры завода и значений параметров до тех пор, пока расчетный отклик системы не будет адекватно соответствовать измеренному отклику.
Если посадка удовлетворительна, щелкните
Сохранить растение (Save Plant). Это позволяет сохранить расчетный завод, Plant1, в рабочее пространство тюнера PID. При этом также выбирается рисунок Step Plot: Reference Tracking и возвращается на вкладку PID Tuner. PID-тюнер автоматически проектирует PI-контроллер для Plant1и отображает график ответа для новой системы с замкнутым контуром. Меню Plant отражает, что Plant1 выбирается для текущей конструкции контроллера.
Совет
Для проверки переменных, хранящихся в рабочем пространстве PID Tuner, откройте браузер данных.
Теперь можно использовать инструменты PID Tuner для уточнения конструкции контроллера для расчетной установки и проверки настроенных системных ответов.
Можно также экспортировать идентифицированную установку из рабочей области PID Tuner в рабочую область MATLAB ® для дальнейшего анализа. На вкладке «PID-тюнер» нажмите кнопку «Экспорт
». Проверьте модель завода, которую требуется экспортировать в рабочее пространство MATLAB. В этом примере экспорт Plant1, растение, которое вы определили из данных ответа. Можно также экспортировать настроенный контроллер PID. Нажмите
кнопку ОК. Выбранные модели сохраняются в рабочей области MATLAB.
Идентифицированные модели растений сохраняются как идентифицированные модели LTI, такие как idproc(Панель инструментов идентификации системы) или idss(Панель инструментов идентификации системы).
Совет
Либо щелкните правой кнопкой мыши завод в браузере данных, чтобы выбрать его для настройки или экспортировать в рабочее пространство MATLAB.
