PID闭环自整定块实时整定PID控制器

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这个例子展示了如何使用闭环PID自动整定器块在模拟和实时中整定升压变换器的PID控制器。

闭环PID自动调谐器块允许您在仿真和实时中调谐单环PID控制器。该块注入正弦扰动信号在植物输入和测量植物输出在一个闭环实验。当实验停止时，块计算PID增益基于估计在所需带宽附近的植物频率响应。

闭环PID自动整定块在实时应用中支持两种典型的PID整定场景。金宝app

在没有Simulink®的情况下，在硬件上部署块并在独立的实时应用程序中使用它。金宝app
在硬件上部署块，但使用外部仿真模式在Simulink中监控和管理实时调优过程。金宝app外部模式允许在主机上运行的Simulink框图与在硬件上运行的生成的代码之间进行通信。金宝app

本例主要关注第一个场景，即部署块来执行实时调优。

金宝appSimulink Control Design™软件还提供了一个开环PID自动调谐器块，用于实时PID整定。两个自动调谐器块之间的主要区别是，开环PID自动调谐器块在反馈环打开的情况下进行实验(即现有的控制器不工作)。要决定哪个自动调谐器块最适合您的应用程序，请考虑以下几点:

如果你没有一个初始控制器，使用开环PID自动调谐块获得一个。您可以继续使用它来重新调整控制器或将其替换为闭环PID自动调谐器块。
如果你有一个初始控制器，使用闭环PID自动调谐块进行重新调谐。其主要优点是:(1)实验过程中如果出现意外扰动，将被现有控制器拒绝，确保安全运行;(2)现有控制器通过抑制扰动信号，使装置运行在其标称工作点附近。

在本例中，使用Simscape™Electrical™组件在Simulink中对电压模式升压变换器进行建模。金宝app这些组件的参数基于[1]。

mdl =“scdboostconverterPIDTuningMod”；open_system (mdl)

升压变换器电路通过控制源电压的斩波或开关，将直流电压转换为另一个通常更高的直流电压。在该模型中，由脉宽调制(PWM)信号驱动的MOSFET用于开关。数字PID控制器调节PWM占空比以保持负载电压电压输出美元参考文献 Vref美元．

在公称工作点，负载电压为18伏，占空比约为0.74。在升压变换器工作期间，占空比可以从0.1到0.85不等。

现有PID控制器的增益P = 0.02, I = 160, D = 0.00005, N = 20000。这些增益存储在数据存储内存块中，并提供给PID控制器块外部。拥有外部增益输入端口允许您在闭环PID自动调谐块计算新增益后更改值。

将闭环PID自动调谐块插入PID控制器块和设备之间，如图升压转换器模型所示。启动/停止信号启动和停止闭环实验。当没有实验运行时，闭环PID自动调谐块表现为一个单位增益块，其中u信号直接传递到u +Δ．

当在仿真或实时应用中使用闭环PID自动调谐器块时，请考虑以下几点。

由于在实验过程中反馈回路是闭合的，现有的控制器也抑制了注入扰动信号。采用闭环实验的优点是控制器能使机组运行在标称工作点附近，保持安全运行。缺点是如果目标带宽与当前带宽距离较远，则会降低频响估计的准确性。

将闭环PID自动调谐块与工厂模型和PID控制器块正确连接后，使用块参数指定整定和实验设置。

在调优选项卡，有两个主要的调优设置。

在实验Tab，有三个主要的实验设置。

植物类型:指定对象是渐近稳定的还是积分的。在本例中，升压变换器是稳定的。
工厂签字:指定植物是正号还是负号。如果在标称工作点上，工厂投入的正变化导致工厂达到新的稳定状态时，工厂产出的正变化，则工厂符号为正。否则，植物标志为负。如果一个植物是稳定的，植物符号相当于其直流增益的符号。如果一个植物在进行积分，则如果植物产量持续增加或减少，则植物符号为正或负。在这个例子中，升压变换器有一个正的符号。
正弦振幅:注入的正弦波振幅。在本例中，选择0.03对于扰动信号的所有五个频率，以确保在饱和极限内适当地激励装置。如果励磁幅值太大，升压变换器工作在不连续电流模式。如果输入幅度太小，正弦信号与电力电子电路中的波纹难以区分。这两种情况都会产生不准确的频率响应估计结果。