Jose Avendano,Mathworks
了解如何自动调谐PID控制器,无论您是否拥有动态系统的现有数学模型,还是根据硬件运行的算法的响应调整PID参数。自动PID调谐可以为各种系统工作,并通过为控制系统提供良好的初始控制参数集来节省开发时间。
在此视频中,您将学习如何使用两种方法自动调整PID控制器。如果您的系统有数学模型,我们将向您展示如何使用模拟和交互式PID调优工具。另一方面,如果没有您的工厂的型号,我们将展示如何生成在物理工厂使用的硬件中运行的测试,以便自动计算优化的PID增益。
要使用模拟调整PID控制器,从代表您想要稳定的工厂的动态的数学模型开始。可以使用诸如传递函数或状态空间模型的表示来模拟一种工厂,或者也可以使用基于您试图控制的工厂的域的系统的物理模型来模拟行为。如用Simscape开发的电气或机械模型。在这种情况下,我们使用DC电机的传递功能,具有输入电压和输出轴角度。然后使用Simulink中使用PID控制器块为控制器设置架构,并使用对话框窗口中提供的选项选择要实现的控制器类型。万博1manbetx然后单击块参数的自动调谐部分中的“调谐”按钮。在这个例子中,我们的工厂是线性的,但如果您的工厂是非线性的,则该过程将对您的工厂相对于其操作点进行线性化,然后计算初始控制增益集。完成后,它将在PID调谐器应用程序中提出系统的调整响应。默认情况下,调整过程计算一组增长以进行平衡性能,但您可以通过选择参考跟踪或干扰拒绝之间的选项来进一步调整您的响应,并且您可以通过与“响应时间”和“相互作用来微调您的参数。瞬态行为“控制。满足闭环系统的响应后,您可以单击“更新块”按钮以将计算的参数发送回PID块。 And finally, verify the system behavior using the simulation model, this verification will be more crucial for more complex non-linear systems. It is also worth noting that if you prefer a more programmatic approach you can setup your control architecture and the tuning process using MATLAB functions. For more information on that check out the links in the description.
On the other hand if you don’t have a model for your plant, or your system presents non-linear or complex behavior difficult to replicate in simulation, you can create an automated test to be uploaded to your hardware and as a result will provide you with a set of optimized PID gains.
出于该示例的目的,我们通过设定电动机速度并使用来自连接到电动机轴的旋转编码器的信息来控制轮的旋转。在这种情况下,我们还将开始使用PID控制块在Simulink中设置稳定的控制架构。万博1manbetx但是,我们现在将在我们的模型中包含闭环PID自动箱块。该块应放置在将PID控制器连接到工厂的信号中,并要求输入工厂测量。该算法将测试信号注入控制器输出,以估计系统的频率响应。但是,在整个实验中将使用PID控制块中设置的起始增益,因此系统在闭环配置中保持稳定。由于自动调谐算法旨在执行触发测试,因此当测试开始和使用第三输入信号停止时,还可以选择控制,第三块输出将包含由算法计算的最终PID增益。最小测试设置包括确保控制器选项与PID块的响应集的调整目标匹配,以及注入系统中的测试信号的幅度的系数。在这种情况下,我希望我的控制器在半秒钟内或在2赫兹带宽范围内响应,并且由于我的电机的速度范围为-100至100,因此我将使干扰幅度设置为10,这是一个保守的分数那个致动范围。 To determine whether the test is successful or not, you can monitor the test convergence using the second output. Once we start the test, this value should converge quickly, once it gets close to 100% you can stop the test and record the PID gains calculated.
在这种情况下,我将通过使用可用硬件支持包中包含的硬件监视器和调谐功能将C代码直接与硬件进行交互,但您也可以生成独立的C代码并将其与首选测试集成万博1manbetx方法。启用测试后,收敛性接近100%,您可以停止测试并获取新的PID增益。还可以直接从自动驾驶室块参数的块选项卡直接更新PID块上的增益。在这种情况下,我们与初始收益相比,我们将X秒提高了我们的上升时间。
谢谢你的观点,我希望你喜欢这个视频。如果您有兴趣以基于MATLAB和SIMULINK的一般或调整方法的关于PID控制器的更多信息,请在下面的描述中检查链接。万博1manbetx
您还可以从以下列表中选择一个网站:
选择中国网站(以中文或英文)以获取最佳网站性能。其他MathWorks国家网站未优化您的位置。