PID自动调谐一厂仿照万博1manbetx

要使用PID自整定在Simulink的模型植物万博1manbetx®,你结合了PID自动调谐器模块到模型中。该模式运行时,您可以控制自动调谐过程。当调整完成后,您可以验证对模拟植物调节控制器参数。使用PID自动调谐这种方式,可以用于生成初始PID的设计,你以后有实时自动调整细化有用。

工作流程中自动调整万博1manbetx

以下步骤提供所述工作流的一般概述用于使用在Simulink PID自动调谐万博1manbetx闭环PID自动调节器要么开环PID自动调节器块。

  1. 掺入PID自动调节器块进入PID控制器和工厂之间的模型。

  2. 配置启动/停止信号当调谐实验开始和结束的控制。

  3. 指定控制器参数如控制器类型和用于调谐的目标带宽。

  4. 配置实验参数如扰动的振幅频率响应实验期间注入。

  5. 运行模型,并开始调整。使用启动/停止信号来启动PID自动调谐过程。当您启动过程中,自动调谐器模块测试内喷射信号和措施工厂的响应。

  6. 停止实验与启动/停止信号。当实验停止时,自动调谐器块计算并返回调谐PID增益。您可以检查的合理调谐收益。

  7. 转让收益调整从自动调谐块PID控制器。然后,您可以验证在Simulink调谐器的性能。万博1manbetx

步骤1.一体化自动调节器到模型

下图显示了一种方法,将一个闭环PID自动调节器阻止你的PID控制器和工厂之间。

控制信号ü从PID控制器进料入ü所述自动调谐器块的端口。该U +量Δu口送入工厂输入。在开始自动调谐过程之前,自动调谐块直接从饲料PID控制信号üU +量Δu和工厂输入。在该状态下,自动调谐器块具有对植物或控制器行为没有影响。在自调节过程中,块内喷射在工厂输入和测量在响应测试信号ÿ

启动/停止当自调节过程的开始和结束信号的控制(见步骤2.配置启动/停止信号)。当实验结束时,块计算在PID增益并返回它们PID增益港口。

对于配置为闭环PID自动调谐Simulink模型的更详细的示例,请万博1manbetx参见调整PID控制器使用实时闭环PID自动调节器模块

波动转换为开环调整

开环PID自动调节器块打开之间的环üU +量Δu估计实验过程中。如果您的控制器包括积分作用,可以使用信号跟踪,以避免积分饱和,而循环是开放的。信号跟踪功能的PID控制器将继续跟踪在实际设备输入,同时它是循环的。没有它,当控制环在调整过程结束时关闭您的系统可以体验一个肿块。在下面说明的系统中,PID控制器是Simulink的万博1manbetxPID控制器与块启用跟踪模式参数上。该工厂输入馈送到控制器块的跟踪输入。

对于配置为开环PID自动调谐Simulink模型的更详细的示例,请万博1manbetx参见调整PID控制器的实时使用开环PID自动调节器模块

步骤2.配置启动/停止信号

要启动和停止的调节过程,在使用信号启动/停止港口。当实验不运行时,该块通过从不变信号üU +量Δu。在这种状态下,该块对植物或控制器行为没有任何影响。

频率响应估计实验开始和结束时的块接收一个上升或下降信号启动/停止端口,分别。在所示的系统步骤1.一体化自动调节器到模型,开始/停止信号是一个简单的开关。当模型运行时,您可以使用开关来开始和结束实验。当结束实验,算法生成调谐PID增益和块返回他们在PID增益港口。

作为替代手动开关,您可以配置启动/停止信号开始,并在特定的仿真时间自动结束实验。例如,你可以使用两个总和块:一个配置块从0到步骤1在实验开始时间,和第二块来在结束时间从1步进到0。订阅两个信号的总和进启动/停止的PID自动调谐块的端口。

您可以为您的应用程序来控制实验的开始和停止时间配置任何其他逻辑为宜。有关何时开始和停止实验的详细信息,请参阅第5步:运行模型,并开始调整实验

步骤3.指定控制器参数和调整目标

在PID自动调节器块,指定PID的配置控制器你是调谐,使用以下块参数:

  • 类型

  • 形成

  • 时域

  • 控制器样品时间(秒)

  • 积分方法

  • 筛选方法

然后,指定用于与调谐目标带宽和相位裕度目标带宽(弧度/秒)目标相位裕度(度)参数,分别。

目标带宽是用于调谐开环响应的0 dB增益交叉频率的目标值CP,其中P是植物响应,并且C是控制器响应。此交叉频率大致设置控制带宽。对于所期望的上升时间τ,很好的猜测用于目标带宽为2 /τ

目标相位裕度反映了你想要的调谐系统的鲁棒性。典型地,选择在约45°的范围内的值 - 60°。通常,较高的相位裕度改善过冲,但可以限制响应速度。默认值,60°,趋于平衡性能和稳健性,产生约5-10%的超调,这取决于你的植物的特性。

有关设置这些参数的详细信息,请参阅闭环PID自动调节器要么开环PID自动调节器块参照页。

第4步:设定实验参数

频率响应估计实验在围绕目标带宽的频率喷射的正弦信号ωC

  • [1/3,1,3,10]ωC为了开环PID自动调节器

  • [1 / 10,1 / 3,1,3,10]ωC为了闭环PID自动调节器

使用正弦振幅块的参数来指定这些信号的幅度。

如果你的工厂是渐近稳定,开环PID自动调节器块可以估算植物DC增益与步骤扰动。指定此扰动与幅度步进幅度参数。如果你的植物有一个积分,清除估计DC增益阶跃信号参数。

警告

  • 不要使用任何闭环或开环自整定PID与不稳定的植物。

  • 不要使用开环PID自动调谐与具有超过一个积分的植物。您可以使用闭环PID自整定用多积分厂。

所有扰动的幅度必须是:

  • 足够大以使得扰动克服了植物的致动器的任何死区,并产生高于噪声电平的响应。

  • 足够小以保持植物的标称工作点附近的近似线性的区域内运行,并避免饱和植物输入或输出。

有关设置实验参数的详细信息,请参阅闭环PID自动调节器开环PID自动调节器块参照页。

第5步:运行模型,并开始调整实验

在配置调谐所有的参数,运行模型。

  • 如果你已经配置了手动启动/停止信号,开始实验时,你的工厂已经达到稳定状态。

  • 如果你已经配置了启动/停止信号来开始和结束在特定时间的调谐过程中,允许所述模拟到足够长的时间运行,开始实验。

步骤6.停止实验和检查调谐增益

频率响应估计实验结束时的启动/停止信号下降。

  • 如果你已经配置了手动启动/停止信号,结束实验时在所述信号转化%输出稳定接近100%。

  • 如果你已经配置了启动/停止信号来开始和结束在特定时间的调谐过程,允许模拟通过实验结束运行。

在任一情况下,对于实验时间的保守估计为200 /ωC对于闭环调谐或100 /ωC开环微调,其中ωC是你的目标带宽。

当你停止实验,该块计算基于系统的估计频率响应和您指定的调整目标的新的PID增益。检查是否有合理性。举例来说,如果你有一个初步的PID控制器,你可能期望调整收益大致相同的幅度最初设计的收益。有几种方法可以看到调整的收益:

  • 查看的输出PID增益所述自动调谐器块的端口。查看此输出的一种方法是输出连接到Simulink的万博1manbetx显示块。

  • 在块,在选项卡,单击导出到MATLAB。该块在MATLAB创建一个结构®工作区,OnlinePIDTuningResult。有关此结构的内容的更多信息,请参阅闭环PID自动调节器要么开环PID自动调节器块参照页。

步骤7更新PID控制器与调谐增益

所述自动调谐器块可以写直接调谐控制器参数到PID控制器块,如果您的PID控制器可以是:

  • Si万博1manbetxmulink的PID控制器块。

  • 自定义PID控制器的量,以下条件都为真:

    • 定制控制是一个蒙面子系统。

    • PID增益被覆盖参数命名P一世dñ。(你不需要使用所有四个参数。例如,如果您使用自定义PI控制器,那么你只需要覆盖参数P一世。)

要配置自动调谐块写入调整收益控制器,指定控制器作为关联的PID块在PID自动调节器块的参数。(欲了解更多信息,请参见闭环PID自动调节器要么开环PID自动调节器块参照页。)然后,点击更新您的控制器更新PID功能块。模拟运行时,您可以更新PID收益。这样做的直接验证调整PID的收益是非常有用的。

注意

在模拟期间的任何时候,你可以改变的调整或实验参数,重新开始实验,并推动新的调整收益的PID功能块。然后,您可以看到您的工厂的行为模拟与新的收益继续。

PID收益的手动更新

如果您的自定义PID控制器不能满足直接更新条件,则必须传送调整收益控制器一些其他的方式,如手动或使用自己的逻辑。

当您检查这些收益,并将其转移到自己控制,要注意在PID自动调谐块这些成果的意义。在离散时间,块假设以下PID控制器的传递函数:

C = P + F 一世 ž 一世 + d ñ + F d ž

并联的形式,或以理想的形式,

C = P 1 + F 一世 ž 一世 + d d / ñ + F d ž

F一世ž)和Fdž)取决于您指定的值积分方法筛选方法公式,分别。有关详细信息,请参阅闭环PID自动调节器要么开环PID自动调节器块参照页。

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