Описание модели

В этом примере показано, как отрегулировать скорость электродвигателя с помощью двух управления ПИДом степеней свободы со взвешиванием заданного значения. Мы используем блок PID Controller (2DOF) в Simulink® как показано ниже.

Рисунок 1: модель Simulink с двумя управлением ПИДом степени свободы двигателя постоянного тока.

Чтобы открыть эту модель, введите sldemo_pid2dof в терминале MATLAB®.

Электродвигатель является управляемым арматурой двигателем постоянного тока. Элементы управления вводом напряжения скорость вала двигателя. Блок-схему двигателя показывают в рисунке 2. Двигатель испытывает крутящий момент нагрузки (0-5 нм).

Рисунок 2: Блок-схема двигателя.

Два управления ПИДом степени свободы

В отличие от блока PID Controller, блок PID Controller (2DOF) обеспечивает дополнительную степень свободы, чтобы позволить пользователям взвешивать заданное значение, когда это проходит через пропорциональный канал действия и канал производного действия. Смотрите ПИД-регулятор (2DOF) страница справки или введите doc('PID Controller 2DOF') в терминале MATLAB для получения дополнительной информации. Схематический из ПИД-регулятора (2DOF) появляющийся в модели показывают ниже.

Рисунок 3: представление под маской ПИД-регулятора (2DOF).

Как показано в рисунке 3, сигналом ошибки, замеченным пропорциональным действием, дают

Сигнал, замеченный производным действием,

и сигнал, замеченный интегральным действием,

В общем случае вес заданного значения c выбран, чтобы быть 0, чтобы предотвратить нежелательные переходные процессы на изменение в заданном значении, которое является эффектом, известным как производный удар. Заданное значение b влияет на эффективность перерегулирования контроллера. Обычно маленькое b значение уменьшает перерегулирование. Однако меньшие b значения могут также привести к более медленному ответу на изменения заданного значения. Для получения дополнительной информации о выборе правильных заданных значений смотрите Ссылку [1].

Когда и, поведение двух ПИД-регуляторов степени свободы идентично классическому ПИД-регулятору.

Симуляция с b = 1 и c = 1

Когда и, поведение двух ПИД-регуляторов степени свободы идентично классическому ПИД-регулятору. Управляющий сигнал, сигнал заданного значения и ответ с обратной связью модели показывают в рисунке 4.

Рисунок 4: Управляющий сигнал, заданное значение по сравнению с измеренным выходом.

Рисунок 4 ясно показывает скачки в управляющем сигнале, которые вызываются агрессивным пропорциональным и производным ответом на изменение заданного значения. Изменение b и c весов может сделать этот ответ менее агрессивным, как показано затем.

Симуляция с b = 0 и c = 0

В этом случае два ПИД-регулятора степени свободы известны как I-PD, где только я действие действует на классический сигнал ошибки и действия действия PD только на измеренном выходе.

Рисунок 5: Управляющий сигнал, заданное значение по сравнению с измеренным выходом.

Результаты симуляции ясно показывают отсутствие крупных переходных процессов в управляющем сигнале из-за внезапных изменений в заданном значении.

Смотрите Ссылку [1] для получения дополнительной информации о том, как b и c выбраны.

Сводные данные

Блок PID Controller (2DOF) в Simulink поддерживает два управления ПИДом степени свободы. Этот блок может использоваться для отслеживания комплексных профилей заданного значения, и модерирование удара внезапного заданного значения изменяется на переходных процессах управляющего сигнала. Тюнер ПИДа Simulink® Control Design™ может использоваться, чтобы автоматически настроить все усиления (P, я, D, N, b, c) блока PID Controller (2DOF).

Ссылки