Разработка ПИД-регуляторов с PID Tuner
В Toolbox™ Control System PID Tuner позволяет вам выполнить автоматическую интерактивную настройку ПИД-регуляторов для растений, представленных моделями LTI.
Для получения информации об использовании PID Tuner для настройки блока PID Controller в Simulink® модель, см. Введение в основанную на модели настройку ПИД в Simulink (Simulink Control Design).
PID Tuner обзор
Используйте PID Tuner для интерактивной разработки ПИД-контроллера SISO в пути feedforward одноконтурного строения управления с обратной связью.
PID Tuner автоматически проектирует контроллер для вашего объекта. Вы задаете тип контроллера (P, I, PI, PD, PDF, PID, PIDF) и форму (параллельную или стандартную).
Можно также использовать PID Tuner для разработки 2-DOF ПИД-контроллера для настройки обратной связи на этом рисунке:
PID Tuner можете проектировать 2-DOF ПИД-регуляторы, в которой веса уставок могут быть свободными и настраиваемыми параметрами. PID Tuner также можете проектировать контроллеры, в которых веса уставок фиксированы в общих строениях управления, таких как I-PD и PI-D.
Можно проанализировать проект с помощью различных графиков отклика и в интерактивном режиме настроить проект так, чтобы он соответствовал вашим требованиям к эффективности.
Чтобы запустить PID Tuner, используйте pidTuner команда:
pidTuner(sys,type)
где sys является линейной моделью объекта, которым вы хотите управлять, и type указывает тип проектируемого контроллера.
Кроме того, введите
pidTuner(sys,Cbase)
где Cbase является базовым контроллером, позволяющим сравнивать эффективность проектируемого контроллера с эффективностью Cbase.
Для получения дополнительной информации о sys и Cbase, см. pidTuner страница с описанием.
Примечание
Можно также открыть PID Tuner из MATLAB® рабочего стола, на вкладке Apps. Когда вы делаете это, используйте меню Plant в PID Tuner, чтобы задать свою модель объекта управления.
Тип ПИД-регулятора
Чтобы выбрать тип контроллера, используйте один из следующих методов:
Задайте тип при открытии приложения - Предоставьте
typeаргумент вpidTunerкоманда, когда вы открываете PID Tuner. Для примера,pidTuner(G,'PIDF2')открывает PID Tuner с начальным дизайном, который является 2-DOF ПИД-регуляторами с фильтром на производном члене.Задайте тип с существующим объектом контроллера - Предоставьте базовый контроллер
Cbaseаргумент вpidTunerкоманда, когда вы открываете PID Tuner. PID Tuner проектирует контроллер того же типа, что иCbase. Например, предположимC0являетсяpidобъект контроллера, который имеет только пропорциональное и производное действие (PD-контроллер). Затем,pidTuner(G,C0)открывает PID Tuner с начального проекта, которая является PD- контроллера.Укажите тип контроллера в приложении - В PID Tuner используйте меню Type, чтобы изменить типы контроллера.
В следующих таблицах представлены доступные типы ПИД-регуляторов. Для получения дополнительной информации об этих типах контроллеров см. ПИД-регулятор типов для настройки.
1-DOF контроллеры
type вход в pidTuner | Запись в Type меню | Действия контроллера |
|---|---|---|
'P' | P | Пропорциональный только |
'I' | I | Только интеграл |
'PI' | PI | Пропорциональный и интегральный |
'PD' | PD | Пропорциональный и производная |
'PDF' | PDF | Пропорциональная и производная с фильтром первого порядка на производном члене |
'PID' | PID | Пропорциональная, интегральная и производная |
'PIDF' | PIDF | Пропорциональная, интегральная и производная с фильтром первого порядка на производном члене |
2-DOF контроллеры
PID Tuner можете автоматически проектировать 2-DOF типа ПИД-регулятора со свободными весами уставок. В следующей таблице представлены типы 2-DOF контроллеров в PID Tuner. Для получения дополнительной информации об 2-DOF ПИД-регуляторах в целом см. ПИД-регуляторы с двумя степенями свободы.
type вход в pidTuner | Запись в Type меню | Действия контроллера |
|---|---|---|
'PI2' | PI2 | 2-DOF пропорциональный и интегральный |
'PD2' | PD2 | 2-DOF пропорциональный и производный |
'PDF2' | PDF2 | 2-DOF пропорциональную и производную с фильтром первого порядка на производном члене |
'PID2' | PID2 | 2-DOF пропорциональный, интегральный и производная |
'PIDF2' | PIDF2 | 2-DOF пропорциональную, интегральную и производную с фильтром первого порядка на производном члене |
2-DOF контроллеры с фиксированными весами уставки
Используйте PID Tuner для разработки типов контроллеров с фиксированной уставкой и весом, представленных в следующей таблице. Для получения дополнительной информации об этих типах контроллеров см. ПИД-регулятор типов для настройки.
type вход в pidTuner | Запись в Type меню | Действия контроллера |
|---|---|---|
'I-PD' | I-PD | 2-DOF ПИД с b = 0, c = 0 |
'I-PDF' | I-PDF | 2-DOF PIDF с b = 0, c = 0 |
'ID-P' | ID-P | 2-DOF ПИД с b = 0, c = 1 |
'IDF-P' | IDF-P | 2-DOF PIDF с b = 0, c = 1 |
'PI-D' | PI-D | 2-DOF ПИД с b = 1, c = 0 |
'PI-DF' | PI-DF | 2-DOF PIDF с b = 1, c = 0 |
Типы контроллеров в дискретном времени
Если sys является моделью в дискретном времени с шагом расчета Ts, PID Tuner проектирует дискретное время pid контроллер, использующий ForwardEuler формула дискретного интегратора. Чтобы спроектировать контроллер, который имеет различные дискретные формулы интегратора, используйте один из следующих методов:
Предоставьте контроллер базового уровня в дискретном времени
Cbaseв команду launchpidTuner. PID Tuner проектирует контроллер, который имеет те же дискретные формулы интегратора, что иCbase.После запуска PID Tuner нажмите Options, чтобы открыть диалоговое окно Controller Options. Выберите дискретные формулы интегратора из меню Integral Formula и Derivative Formula.
Для получения дополнительной информации о дискретных формулах интегратора см. pid, pid2, pidstd, и pidstd2 страницы с описанием.
Форма ПИД-регулятора
Когда вы используете type вход в pidTunerPID Tuner проектирует контроллер в параллельной форме. Чтобы спроектировать контроллер в стандартной форме, используйте один из следующих методов:
Предоставьте базовый контроллер стандартной формы
Cbaseв команду launchpidTuner. PID Tuner проектирует контроллер той же формы, что иCbase.Используйте меню Form, чтобы изменить форму контроллера после запуска PID Tuner.
Для получения дополнительной информации о параллельных и стандартных формах контроллеров смотрите pid, pid2, pidstd, и pidstd2 страницы с описанием.