ПИД блокируется в Simulink® Control Design™ позвольте вам настроить ПИД-регулятор без параметрической модели объекта управления или первоначального проекта контроллера. Если у вас есть продукт генерации кода, такой как Simulink Coder™, можно сгенерировать код, который реализует алгоритм настройки на оборудовании. Развертывание алгоритма на оборудовании позволяет вам настроить контроллер для физического объекта с или без использования Simulink для управления процессом настройки.
Чтобы добиться настройки без модели, используйте блоки Closed-Loop PID Autotuner или Open-Loop PID Autotuner. Эти блоки выполняют эксперимент по оценке частотной характеристики, который вводит сигналы в объект и измеряет выход объекта с замкнутым или открытым циклом обратной связи, соответственно. Блоки используют полученную расчетную частотную характеристику, чтобы настроить коэффициенты ПИД для объекта.
Автонастройка ПИД-регулятора работает с любым асимптотически стабильным или интегрирующим объектом SISO, будь то низкоупорядоченный или высокоупорядоченный, с задержкой или без задержки времени, а также с прямой подачей или без нее. Он может настроить ПИД-регулятор любого типа. Вы запускаете процесс настройки через вход в блок, поэтому можете настроить контроллер в любое время.
Встроенная автонастройка ПИД-регулятора является полезной опцией, когда у вас есть система, управляемая ПИДом, и тестовое место или окружение управления для работы. В этом случае можно развернуть блок autotuner на вашем оборудовании и автоматически настроить усиления ПИД-регулятора в вашей системе.
На практике можно управлять процессом автонастройки ПИД-регулятора несколькими способами, включая:
Разверните алгоритм автоматической настройки как автономный встраиваемый модуль и управляйте процессом настройки в своем собственном программном обеспечении и оборудовании окружения. Для получения дополнительной информации см. раздел «Автонастройка ПИД-регулятора в режиме реального времени».
Инициируйте, отслеживайте и анализируйте процесс автотунирования с помощью Simulink. Для получения дополнительной информации смотрите Управление автонастройкой ПИД-регулятора в реальном времени в Simulink.
Если у вас есть модель объекта управления в Simulink, можно использовать автонастройки ПИД-регулятора для:
Получите первоначальный проект ПИД для вашего объекта, который можно уточнить путем настройки на физический объект.
Перед настройкой контроллера в режиме реального времени предварительно просмотрите ответ объекта и настройте настройки для автонастройки ПИД-регулятора. Это помогает гарантировать, что настройка в реальном времени не выводит вашу систему из желаемой рабочей области значений.
Для получения дополнительной информации см. раздел «Автонастройка ПИД-регулятора для объекта, смоделированного в Simulink».
Инструменты автонастройки ПИД-регулятора позволяют настраивать:
В строение с обратной связью, с объектом под управлением существующего ПИД-регулятора (Closed-Loop PID Autotuner блок).
В строении разомкнутого контура (Open-Loop PID Autotuner блок). При автотунировании без разомкнутого контура, если объект находится в цикле обратной связи, autotuner открывает цикл на время процесса настройки.
В целом, если у вас нет начального проекта ПИД, начните с автотунирования без разомкнутого контура и переключитесь на автотунирование с обратной связью для переноса или уточнения. Если у вас есть начальный проект ПИД для вашего объекта, используйте настройку с обратной связью, которая безопаснее для вашего объекта. При автоподстройке с обратной связью контроллер остается в цикле до:
Отклонить неожиданные нарушения порядка объекта для поддержания безопасной операции объекта в ходе расчетного эксперимента.
Уменьшите риск того, что возмущения, используемые для эксперимента, отодвинут объект от требуемой рабочей точки.
Дополнительные преимущества подхода автотунирования с обратной связью включают:
Настройка с обратной связью работает с объектами с несколькими интеграторами. Напротив, вы не можете использовать автотунирование без разомкнутого контура для объектов с несколькими интеграторами. Даже объекты с одним интегратором рискуют отойти от желаемой рабочей точки во время настройки без разомкнутого контура.
Поскольку цикл обратной связи остается закрытым, нет никаких проблем с насыщением контроллера в процессе настройки. Напротив, при автотунировании без разомкнутого контура контроллер с интегральным действием может насыщаться, пока цикл открыт. Такое насыщение может создать переход на входе объекта управления, когда процесс настройки заканчивается. При настройке без разомкнутого контура необходимо предпринять дополнительные шаги, чтобы контроллер продолжал отслеживать выход блоков autotuner во время настройки. (См., например, Автонастройку ПИД-регулятора для объекта, смоделированного в Simulink.)
Если безопасная операция вашего объекта не является практической проблемой (например, при настройке против модели объекта управления в Simulink), автотунинг без разомкнутого контура имеет следующие преимущества:
Разомкнутый контур может привести к более точной оценке и настройке частотной характеристики. При настройке с обратной связью контроллер подавляет инъекционные возмущения, что может привести к менее точной оценке частотной характеристики и худшим результатам настройки.
Настройка без разомкнутого контура происходит быстрее. В настройке с обратной связью используется сигнал возмущения более низкой частоты, что делает процесс примерно в три раза длиннее.
Объем памяти развернутого алгоритма немного меньше.
Внимание
Не используйте автонастройку ПИД-регулятора с обратной связью или без разомкнутого контура с нестабильным объектом.
Не используйте автонастройку ПИД-регулятора без разомкнутого контура с объектом, который имеет более одного интегратора. Вы можете использовать автонастройки ПИД-регулятора с обратной связью с объектом с несколькими интеграторами.
Чтобы начать работу с любым типом ПИД autotuner, смотрите Как Автонастройка ПИД-регулятора Работ.
Автонастройка ПИД-регулятора не подходит для нестабильных объектов. Возмущения, применяемые при разомкнутом контуре, могут привести нестабильную установку к небезопасным для объекта условиям работы. Хотя автотунирование с обратной связью не имеет этого риска, это не дает значимых результатов настройки для нестабильных объектов.
Автонастройка ПИД-регулятора не работает хорошо, когда в ходе оценочного эксперимента на объекте наблюдаются большие нарушения порядка. Нарушения порядка искажают реакцию объекта на сигналы возмущения, получая плохие результаты оценки.
Closed-Loop PID Autotuner | Open-Loop PID Autotuner
