Блоки автозапуска PID в Simulink ® Control Design™ позволяют настраивать контроллер PID без параметрической модели установки или начальной конструкции контроллера. При наличии продукта генерации кода, такого как Simulink Coder™, можно создать код, реализующий алгоритм настройки на оборудовании. Развертывание алгоритма на аппаратном обеспечении позволяет настроить контроллер для физического предприятия с использованием или без использования Simulink для управления процессом настройки .
Для обеспечения безмодельной настройки используйте блоки Autotuner PID с замкнутым контуром или Autotuner PID с открытым контуром. Эти блоки выполняют эксперимент по оценке частотного отклика, который вводит сигналы в установку и измеряет выход установки с замкнутым или разомкнутым контуром обратной связи соответственно. Блоки используют результирующую оценочную частотную характеристику для настройки усиления PID для установки.
Автотюнинг PID работает с любой асимптотически стабильной или интегрирующей установкой SISO, как низкого, так и высокого порядка, с задержкой времени или без нее, а также с прямым проходом или без него. Он может настраивать любой тип PID-контроллера. Вы запускаете процесс настройки через вход в блок, так что вы можете настроить геймпад в любое время.
Встроенная автонастройка PID полезна при использовании системы, управляемой PID, и тестового стенда или среды управления. В этом случае можно развернуть блок автотюнера на своем оборудовании и автоматически настроить выигрыш контроллера PID в системе.
На практике процесс автоматического запуска PID можно управлять несколькими способами, включая:
Развертывание алгоритма автоматического запуска в качестве автономного встроенного модуля и управление процессом настройки в собственной программной и аппаратной среде. Дополнительные сведения см. в разделе Автоматическое запуск PID в режиме реального времени.
Инициируйте, отслеживайте и анализируйте процесс автоматического запуска с помощью Simulink. Дополнительные сведения см. в разделе Управление автоматическим запуском PID в режиме реального времени в Simulink.
При наличии модели завода в Simulink можно использовать автотюнинг PID для:
Получите первоначальный проект PID для завода, который можно уточнить путем настройки по отношению к физическому заводу.
Перед настройкой контроллера в режиме реального времени просмотрите ответ завода и настройте настройки для автоматического запуска PID. Это гарантирует, что настройка в реальном времени не выведет систему из желаемого рабочего диапазона.
Дополнительные сведения см. в разделе Автоматизация PID для завода, смоделированного в Simulink.
Средства автоматического запуска PID позволяют настраивать:
В конфигурации с замкнутым контуром, с вашим заводом под управлением существующего контроллера PID (блок автозапуска PID с замкнутым контуром).
В конфигурации с разомкнутым контуром (блок автоотюнера PID с разомкнутым контуром). При автоматическом запуске с разомкнутым контуром, если установка находится в контуре обратной связи, автотунер открывает контур на время процесса настройки.
В общем случае, если у вас нет начальной конструкции PID, начните с автоматического запуска с разомкнутым контуром и переключитесь на автоматический запуск с замкнутым контуром для повторного запуска или уточнения. Если у вас есть первоначальный проект PID для вашего завода, используйте настройку с замкнутым контуром, что является более безопасным для вашего завода. При использовании автоматического запуска с замкнутым контуром контроллер остается в контуре для:
Устранить непредвиденные нарушения на установке для обеспечения безопасной работы установки во время оценочного эксперимента.
Уменьшите риск того, что возмущения, используемые в эксперименте, отгонят установку от требуемой рабочей точки.
Дополнительные преимущества метода автоматического запуска с замкнутым контуром включают в себя:
Замкнутая настройка работает с несколькими интеграторными установками. В отличие от этого, для установок с несколькими интеграторами нельзя использовать автоматизацию с разомкнутым контуром. Даже установки с одним интегратором рискуют отклониться от требуемой рабочей точки во время настройки с разомкнутым контуром.
Поскольку цикл обратной связи остается замкнутым, нет никаких опасений по поводу насыщения контроллера во время процесса настройки. В отличие от этого, при автоматическом разомкнутом контуре контроллер с интегральным действием может насыщаться, пока контур разомкнут. Такое насыщение может создать скачок на входе завода по окончании процесса настройки. При настройке с разомкнутым контуром необходимо предпринять дополнительные шаги, чтобы контроллер продолжал отслеживать вывод блока autotuner во время настройки. (См., например, Автоматизация PID для завода, смоделированного в Simulink.)
Если безопасная эксплуатация установки не является практической задачей (например, при настройке модели установки в Simulink), автотунирование с разомкнутым контуром имеет следующие преимущества:
Настройка с разомкнутым контуром может привести к более точной оценке частотного отклика и настройке. При настройке с замкнутым контуром контроллер подавляет вдуваемые возмущения, что может привести к менее точной оценке частотного отклика и худшим результатам настройки.
Настройка с разомкнутым контуром выполняется быстрее. В замкнутой настройке используется низкочастотный сигнал возмущения, что делает процесс примерно в три раза длиннее.
Объем памяти развернутого алгоритма немного меньше.
Внимание
Не используйте автоматическую установку PID с замкнутым или разомкнутым контуром с нестабильной установкой.
Не используйте автоматическую установку PID с разомкнутым контуром с установкой, имеющей более одного интегратора. Можно использовать автоматическую установку PID с замкнутым контуром на установке с несколькими интеграторами.
Для начала работы с любым типом автозапуска PID см. раздел Как работает автозапуск PID.
PID Autotuning не подходит для нестабильных растений. Возмущения, применяемые при настройке с разомкнутым контуром, могут привести нестабильную установку к условиям эксплуатации, которые небезопасны для установки. Хотя автотюнинг с замкнутым контуром не имеет такого риска, он не дает значимых результатов настройки для нестабильных растений.
Автотункция ПИД не работает хорошо при наличии больших нарушений в установке во время оценочного эксперимента. Возмущения искажают реакцию установки на сигналы возмущения, давая плохие результаты оценки.
Автоматический запуск PID с замкнутым контуром | Автоматический запуск PID с разомкнутым контуром