Exponenta Banner
exponenta event banner

pidTuner

Откройте PID Tuner для настройки ПИД

Синтаксис

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

Описание

pidTuner(sys,type) запускает приложение PID Tuner и проектирует контроллер типа type для sys объекта.

pidTuner(sys,Cbase) запускает PID Tuner с базовым контроллером Cbase так что можно сравнить эффективность между разработанным контроллером и базовым контроллером. Если Cbase является pid, pidstd, pid2 или pidstd2 объект контроллера, PID Tuner проектирует контроллер той же формы, типа и дискретные формулы интегратора как Cbase.

pidTuner(sys) проектирует ПИ-контроллер параллельной формы.

pidTuner запускает PID Tuner с объектом по умолчанию 1 и пропорциональным (P) контроллером 1.

Входные параметры

sys

Модель объекта управления для проектирования контроллера. sys могут быть:

  • Любая система SISO LTI (например, ss, tf, zpk, или frd).

  • Любой System Identification Toolbox™ линейная модель SISO (idtf (System Identification Toolbox), idfrd (System Identification Toolbox), idgrey (System Identification Toolbox), idpoly (System Identification Toolbox), idproc (System Identification Toolbox), или idss (System Identification Toolbox)).

  • Модель непрерывного или дискретного времени.

  • Стабильный, нестабильный или интегрированный. Однако вы, возможно, не сможете стабилизировать объект с нестабильными полюсами под контролем ПИД.

  • Модель, которая включает любой тип временной задержки. Однако объект с длительными задержками может не достичь достаточной эффективности при контроле ПИД.

Если у объекта нестабильные полюсы, и sys является либо:

  • A frd модель

  • A ss модель с внутренними задержками времени, которые нельзя преобразовать в задержки ввода-вывода

затем необходимо указать количество нестабильных полюсов на объекте. Для этого после открытия PID Tuner в меню Plant выберите Import. В диалоговом окне Import Linear System повторно импортируйте sys, указывая количество нестабильных полюсов, где подается запрос.

type

Тип контроллера для разработки, заданный как вектор символов. Термин controller type относится к тому, какие условия присутствуют в действии контроллера. Для примера ПИ-контроллера имеет только пропорциональный и интегральный член, в то время как контроллер PIDF содержит пропорциональные, интегратор и отфильтрованные производные. type можно взять значения, суммированные ниже. Для получения дополнительной информации об этих типах контроллеров см. ПИД-регулятор типов для настройки

1-DOF контроллеры

  • 'P' - Только пропорциональный

  • 'I' - Только интеграл

  • 'PI' - Пропорциональный и интегральный

  • 'PD' - Пропорциональный и производный

  • 'PDF' - Пропорциональная и производная с фильтром первого порядка на производном члене

  • 'PID' - Пропорциональный, интегральный и производная

  • 'PIDF' - Пропорциональная, интегральная и производная с фильтром первого порядка на производном члене

2-DOF контроллеры

  • 'PI2' - 2-DOF пропорциональный и интегральный

  • 'PD2' - 2-DOF пропорциональный и производный

  • 'PDF2' - 2-DOF пропорциональную и производную с фильтром первого порядка на производном члене

  • 'PID2' - 2-DOF пропорциональный, интегральный и производная

  • 'PIDF2' - 2-DOF пропорциональную, интегральную и производную с фильтром первого порядка на производном члене

Для получения дополнительной информации об 2-DOF ПИД-регуляторах в целом см. ПИД-регуляторы с двумя степенями свободы.

2-DOF контроллеры с фиксированными весами уставки

  • 'I-PD' - 2-DOF ПИД с b = 0, c = 0

  • 'I-PDF' - 2-DOF PIDF с b = 0, c = 0

  • 'ID-P' - 2-DOF ПИД с b = 0, c = 1

  • 'IDF-P' - 2-DOF PIDF с b = 0, c = 1

  • 'PI-D' - 2-DOF ПИД с b = 1, c = 0

  • 'PI-DF' - 2-DOF PIDF с b = 1, c = 0

Для получения дополнительной информации о 2-DOF ПИД-регуляторах с фиксированной уставкой смотрите ПИД-регулятор Types for Tuning.

Форма контроллера

Когда вы используете type вход, PID Tuner проектирует контроллер в параллельной форме. Если вы хотите спроектировать контроллер в стандартной форме, Используйте вход Cbase вместо type, или выберите Standard из Form меню. Для получения дополнительной информации о параллельных и стандартных формах см. pid и pidstd страницы с описанием.

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, имеющий другую дискретную формулу интегратора:

  • Используйте входной параметр Cbase вместо type. PID Tuner считывает тип контроллера, форму и дискретные формулы интегратора из базового контроллера Cbase.

  • В PID Tuner щелкните Options, чтобы открыть диалоговое окно Контроллера Опций. Выберите дискретные формулы интегратора из меню Integral Formula и Derivative Formula.

Для получения дополнительной информации о дискретных формулах интегратора см. pid и pidstd страницы с описанием.

Cbase

Динамическая система, представляющая базовый контроллер, позволяющая сравнивать эффективность проектируемого контроллера с эффективностью Cbase.

Если Cbase является pid или pidstd объект, PID Tuner также использует его, чтобы сконфигурировать тип, форму и дискретные формулы интегратора проектируемого контроллера. Разработанный контроллер:

  • Тип, представленный Cbase.

  • Является контроллером параллельной формы, если Cbase является pid объект контроллера.

  • Является контроллером стандартной формы, если Cbase является pidstd объект контроллера.

  • Является 2-DOF контроллером параллельной формы, если Cbase является pid2 объект контроллера.

  • Является контроллером 2-DOF стандартной формы, если Cbase является pidstd2 объект контроллера.

  • Имеет то же Iformula и Dformula значения как Cbase. Для получения дополнительной информации о Iformula и Dformula, см. pid и pidstd страницы с описанием.

Если Cbase - любая другая динамическая система, PID Tuner проектирует ПИ-контроллер параллельной формы. Изменить форму и текст контроллера можно с помощью меню Form и Type после запуска PID Tuner.

Примеры

Интерактивный ПИД настройка параллельной формы Контроллера

Запустите ПИД-тюнер для разработки параллельной формы контроллера PIDF для объекта в дискретном времени: 

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

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

Интерактивный ПИД настройка стандартной формы Контроллера с использованием метода дискретизации интегратора

Разработайте стандартную форму PIDF контроллера используя 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 Tuner проектирует контроллер для Gd имеющий ту же форму, тип и дискретные формулы интегратора, что и Cbase. Для сравнения можно отобразить графики отклика Cbase с графиками отклика разработанного контроллера, установив флажок Show baseline в PID Tuner.

Совет

  • Если type или Cbase задает одну степень свободы (1-DOF) ПИД-регулятора, затем pidTuner проектирует контроллер для цикла обратной связи модуля, как показано:

  • Если type или Cbase задает 2-DOF двух степеней свободы ( ПИД-регулятора), затем pidTuner проектирует контроллер 2-DOF как в цикле обратной связи на этом рисунке:

  • PID Tuner имеет целевой запас по фазе по умолчанию 60 степеней и автоматически настраивает коэффициенты ПИД, чтобы сбалансировать эффективность (время отклика) и робастность ( запасы устойчивости). Используйте Response time или Bandwidth и Phase Margin ползунки, чтобы настроить эффективность контроллера в соответствии с вашими требованиями. Увеличение эффективности обычно снижает робастность и наоборот.

  • Выберите графики отклика из меню Response, чтобы проанализировать эффективность контроллера.

  • Если вы предоставляете CbaseПроверяйте Show baseline, чтобы отобразить ответ базового контроллера.

  • Для получения дополнительной информации об использовании PID Tuner см. Раздел «Разработка ПИД-регуляторов с PID Tuner».

  • Интерактивную настройку ПИД в Live Editor см. в задаче Tune ПИД-регулятора Live Editor. Эта задача позволяет вам в интерактивном режиме проектировать ПИД-регулятор и автоматически генерирует MATLAB® код для вашего live скрипта.

Алгоритмы

Для получения информации о MathWorks® Алгоритм настройки ПИДа, см. Алгоритм настройки ПИДа.

Альтернативы

Вы можете открыть PID Tuner с рабочего стола MATLAB, на вкладке Apps. Когда вы делаете это, используйте меню Plant в PID Tuner, чтобы задать свои модели объекта управления.

Для настройки ПИД в командной строке используйте pidtune. pidtune команда может проектировать контроллер для нескольких объектов сразу.

Интерактивную настройку ПИД в Live Editor см. в задаче Tune ПИД-регулятора Live Editor. Эта задача позволяет вам в интерактивном режиме проектировать ПИД-регулятор и автоматически генерирует код MATLAB для вашего live скрипта.

Ссылки

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

См. также

Функции

Объекты

Задачи Live Editor

Темы

Введенный в R2014b

Control System Toolbox документация

Поддержка