Интерактивная оценка объекта из измеренных или Симулированный отклик данных
Если у вас есть программное обеспечение Toolbox™ System Identification, PID Tuner позволяет вам оценить параметры линейной модели объекта управления на основе данных отклика временной области. PID Tuner затем настраивает ПИД-регулятор для полученной предполагаемой модели. Данные отклика могут быть либо измерены из вашей реальной системы, либо получены путем симуляции Simulink® модель. Оценка объекта особенно полезна, когда ваша модель Simulink не может быть линеаризирована или линеаризируется до нуля. Для идентификации объекта необходимо задать конечное значение для времени остановки модели Simulink.
PID Tuner позволяет вам несколько методов графически, вручную или автоматически настроить предполагаемую модель так, чтобы она совпадала с вашими данными отклика. Эта тема иллюстрирует некоторые из этих методов.
Получите данные отклика для идентификации
В PID Tuner, на вкладке PID Tuner, в меню Plant, выберите Identify New Plant.
На вкладке Plant Identification нажмите
Get I/O data. Это меню позволяет вам получить отклик системы данные одним из двух способов:
Simulate Data. Получите отклик системы данные путем симуляции отклика вашей модели Simulink на входной сигнал. Для получения дополнительной информации смотрите Проект ПИД-регулятора Использование моделируемых вводов-выводов данных.
Import I/O Data. Импортируйте данные отклика измеренной системы, как описано в Import Measured Response Data for Plant Estimation.
После импорта или моделирования данных на графике Plant Identification отображаются данные отклика и реакция исходного предполагаемого объекта. Теперь можно выбрать структуру завода и настроить предполагаемые параметры завода до тех пор, пока реакция предполагаемого объекта не будет хорошо подгонка данным отклика.
Предварительная обработка данных
В зависимости от качества и функций импортированных или моделируемых данных, вы можете выполнить некоторую предварительную обработку данных, чтобы улучшить предполагаемые результаты объекта. PID Tuner предоставляет несколько опций для предварительной обработки данных отклика, таких как удаление смещений, фильтрация или извлечение подмножества данных. Для получения дополнительной информации см. раздел «Предварительная обработка данных».
Настройка структуры и параметров объекта
PID Tuner позволяет вам задать структуру объекта управления, такую как One Pole, Two Real Poles или State-Space Model. В меню Structure выберите структуру объекта, которая наилучшим образом соответствует вашему ответу. Можно также добавить задержку переноса, нуль или интегратора к объекту.
На следующем графике выборки однополюсная структура дает качественно правильный ответ. Можно внести дополнительные корректировки в структуру объекта и значения параметров, чтобы реакция предполагаемой системы лучше соответствовала измеренному отклику данным.
PID Tuner дает вам несколько способов настроить параметры объекта:
Графически настроить ответ расчетной системы путем перетаскивания регулировщиков на график. В этом примере перетащите красный
xдля корректировки расчетной постоянной времени объекта управления. PID Tuner пересчитывает системные параметры по мере того, как вы это делаете. Когда вы изменяете предполагаемый ответ системы, становится очевидным, что существует некоторая задержка между приложением входного входа шага вt= 5 с, и реакция системы на этот вход шага.
Чтобы добавить задержку переноса к предполагаемой модели объекта управления, в разделе Plant Structure проверьте Delay. На графике появляется вертикальная линия, указывающая текущее значение задержки. Перетащите линию влево или вправо, чтобы изменить задержку и внести дополнительные корректировки в отклик системы путем перетаскивания красного
x.Настройте числовые значения системных параметров, таких как усиления, временные константы и задержки. Чтобы численно настроить значения системных параметров, нажмите
Edit Parameters. Предположим, что по независимому измерению вы знаете, что задержка транспортировки в вашей системе составляет 1,5 секунды. В диалоговом окне Plant Parameters введите 1,5 для τ. Проверьте Fix, чтобы исправить значение параметров. Когда вы проверяете Fix на параметр, ни графические, ни автоматические корректировки предполагаемой модели объекта управления не влияют на это значение параметров.
Автоматическая оптимизация системных параметров в соответствии с данными измеренными откликами. Щелкните
Auto Estimate, чтобы обновить предполагаемые системные параметры, используя текущие значения в качестве начального предположения.
Можно продолжать итерацию с помощью любого из этих методов, чтобы настроить структуру объекта и значения параметров, пока предполагаемый отклик системы не будет адекватно соответствовать измеренному отклику.
Сохраните объект и настройте ПИД-регулятор
Когда вы удовлетворены подгонкой, нажмите
Save Plant. Это спасает предполагаемый объект, Plant1, в PID Tuner рабочую область. Это также позволяет выбрать Step Plot: Reference Tracking рисунка и вернуться на вкладку PID Tuner. PID Tuner автоматически проектирует ПИ-контроллер для Plant1, и отображает график отклика для новой системы с обратной связью. Меню Plant отражает это Plant1 выбран для проекта токового контроллера.
Совет
Чтобы изучить переменные, хранящиеся в рабочей области PID Tuner, откройте Data Browser.
Теперь можно использовать инструменты PID Tuner, чтобы уточнить проектирование контроллера для предполагаемого объекта и изучить настроенные отклики системы.
Можно также экспортировать идентифицированный объект из рабочей области PID Tuner в MATLAB® рабочая область для последующего анализа. На вкладке PID Tuner нажмите
Export. Проверьте модель объекта управления, которую вы хотите экспортировать в рабочее пространство MATLAB. В данном примере экспортируйте Plant1, объект, который вы идентифицировали из данных отклика. Можно также экспортировать настроенные ПИД-регуляторы. Нажмите
OK. Выбранные модели сохраняются в рабочем пространстве MATLAB.
Идентифицированные модели объекта управления сохраняются как идентифицированные модели LTI, такие как idproc (System Identification Toolbox) или idss (System Identification Toolbox).
Совет
Кроме того, щелкните правой кнопкой мыши объект в Data Browser, чтобы выбрать объект для настройки или экспортировать его в рабочее пространство MATLAB.
