在Simulink中建模的工厂使用PID自动调谐金宝app®,您将PID AutoTuner块包含到模型中。您可以在模型运行时控制自动调谐过程。调整完成后,您可以针对模拟工厂验证调谐控制器参数。这种方式使用PID自动避险可能对于将初始PID设计生成初始PID设计,该设计与实时自动运行。
以下步骤提供了使用Simulink中的PID自动调谐工作流程的一般概述金宝app闭环pid autotuner或者开环PID自动箱块。
下图显示了一种融合A的方法闭环pid autotuner阻止PID控制器和您的工厂之间。
控制信号你
从PID控制器进入你AutoTuner块的端口。这U +ΔU.端口进入植物输入。在开始自动运行过程之前,AutoTuner块直接从中馈送PID控制信号你至U +ΔU.和植物输入。在该状态下,AutoTuner块对工厂或控制器行为没有影响。在自动调谐过程中,块在工厂输入中注入测试信号并测量响应y
。
这开始/停止
AutoTuning进程开始和结束时信号控件(参见步骤2.配置启动/停止信号)。当实验结束时,块计算PID增益并返回它们PID收益
港口。
有关配置为闭环PID自动传递的SIMULINK模型的更详细示例,请金宝app参阅使用闭环PID自动箱块实时调谐PID控制器。
这开环PID自动箱块在介于之间打开循环你和U +ΔU.在估计实验期间。如果您的控制器包含整体动作,则可以使用信号跟踪,以避免Integrator Tensup在循环打开时。信号跟踪使PID控制器能够在其外面的循环中继续跟踪真实的工厂输入。没有它,当在调谐过程结束时控制回路关闭时,系统可以遇到凹凸。在下图的系统中,PID控制器是一个类似的链接金宝appPID控制器块启用跟踪模式参数。工厂输入进入控制器块的跟踪输入。
有关配置为开放循环PID自动传递的Simulink模型的更详细示例金宝app,请参阅使用Open-Loop PID AutoTuner块实时调谐PID控制器。
要启动和停止自动调谐过程,请使用信号开始/停止
港口。当实验未运行时,块通过信号不变你至U +ΔU.。在这种状态下,该块对工厂或控制器行为没有影响。
频率响应估计实验开始并在块接收到上升或下降信号时结束开始/停止
港口分别。在所示的系统中步骤1.将AutoTuner合并到模型中,启动/停止信号是一个简单的开关。虽然模型正在运行,但您可以使用开关开始和结束实验。结束实验时,该算法会生成调谐的PID增益,块将它们返回它们PID收益
港口。
作为手动交换机的替代方案,您可以配置开始/停止
在特定的模拟时间内自动开始和结束实验的信号。例如,您可以使用两个的总和步块:配置一个步块在实验开始时间和一秒钟开始从0到1步骤步块在结束时间将从1到0逐步。将两个信号的总和送入开始/停止
PID自动箱块的端口。
您可以配置适合应用程序的任何其他逻辑,以控制实验的开始和停止时间。有关何时开始和停止实验的更多信息,请参阅步骤5.运行模型并启动调谐实验。
在PID AutoTuner块中,使用以下块参数指定要调整的PID控制器的配置:
类型
形式
时域
控制器采样时间(秒)
积分方法
过滤方法
然后,指定与调整的目标带宽和相位余量目标带宽(RAD / SEC)和目标阶段边际(度)分别参数。
在RAD / SEC中指定的目标带宽是0-DB增益转换频率的目标值调谐开环响应CP, 在哪里P.是植物反应,还有C是控制器响应。该交叉频率大致设置控制带宽。对于所需的上升时间τ.秒,对目标带宽的好猜测是2 /τ.rad / sec。
目标阶段边际反映了您所需的调谐系统的鲁棒性。通常,选择约45° - 60°范围内的值。一般来说,更高的相位保证金改善了过冲,但可以限制响应速度。默认值60°,往往会平衡性能和稳健性,超出约5-10%,这取决于您植物的特性。
有关设置这些参数的更多信息,请参阅闭环pid autotuner或者开环PID自动箱块参考页面。
频率响应估计实验在目标带宽周围的频率注入正弦信号ω.C:
[1/3,1,3,10]ω.C为了开环PID自动箱堵塞
[1/10,1 / 3,1,3,10]ω.C为了闭环pid autotuner堵塞
使用正弦幅度块的参数指定这些信号的幅度。
如果您的植物渐近稳定,则开环PID自动箱块可以通过步骤扰动来估计工厂直流增益。指定这种扰动的幅度阶跃幅度范围。如果您的工厂有一个集成商,请清除使用步骤信号估计DC增益范围。
警告
请勿使用闭环或开环PID自动调谐,使用不稳定的工厂。
请勿使用具有多个集成器的工厂使用开环PID自动调谐。您可以使用多积分工厂使用闭环PID自动调谐。
所有扰动幅度必须是:
足够大,扰动克服了工厂执行器中的任何死区,并产生高于噪声水平的响应。
足够小,以保持植物在标称操作点附近的近似线性区域内运行,并避免饱和植物输入或输出。
有关设置实验参数的更多信息,请参阅闭环pid autotuner和开环PID自动箱块参考页面。
配置了调整的所有参数后,运行模型。
如果您已配置手册开始/停止
信号,在稳态达到稳态时开始实验。
如果您已配置了开始/停止
以特定时间开始和结束调谐过程的信号,允许模拟运行足够长以开始实验。
频率响应估计实验结束时结束开始/停止
信号落下。
如果您已配置手册开始/停止
信号,结束实验时的信号%dirm.
输出稳定接近100%。
如果您已配置了开始/停止
在特定时间开始和结束调谐过程的信号,允许模拟贯穿实验结束。
在任何一种情况下,实验时间的保守估计为200 /ω.C用于闭环调谐或100 /ω.C用于开环调谐,在哪里ω.C是你的目标带宽。
停止实验时,该块基于系统的估计频率响应和指定的调谐目标计算新的PID增益。检查它们是否合理。例如,如果您有初始PID控制器,则可能期望调谐增益与初始设计的增益大致相同。有几种方法可以看到调谐的收益:
查看输出PID收益
AutoTuner块的端口。查看此输出的一种方法是将输出连接到Simulink金宝app展示堵塞。
在块中,在堵塞选项卡,单击出口到Matlab.。该块在Matlab中创建一个结构®工作区,在线专用营销资料
。有关此结构内容的更多信息,请参阅闭环pid autotuner或者开环PID自动箱块参考页面。
AutoTuner块可以直接将调谐的控制器参数写入PID控制器块,如果PID控制器是:
一个金宝app模拟PID控制器堵塞。
自定义PID控制器,其中以下条件都是真的:
自定义控制器是屏蔽子系统。
PID增益是命名的屏蔽参数P.
那一世
那D.
, 和N
。(您不需要使用所有四个参数。例如,如果使用自定义PI控制器,则只需要屏蔽参数P.
和一世
。)
配置AutoTuner块以将调整的增长写入控制器,指定控制器关联的PID块在PID AutoTuner块参数中。(有关更多信息,请参阅即见闭环pid autotuner或者开环PID自动箱块参考页面。)然后,单击更新您的控制器更新PID块。在仿真运行时,您可以更新PID增益。这样做可用于立即验证调谐的PID增益。
笔记
在模拟期间的任何时间,您可以更改调整或实验参数,再次启动实验,并将新的调谐增长推到PID块。然后,您可以观察您的植物的行为,因为模拟继续具有新的收益。
如果您的自定义PID控制器不满足直接更新的条件,则必须使用其他方式将调谐增长传输到您的控制器,例如手动或使用自己的逻辑。
当您检查这些收益并将其传输到您自己的控制器时,请注意PID自动箱块中这些增益的含义。在离散时间内,块采用以下PID控制器传输功能:
以平行形式,或理想形式,
F一世(Z.) 和FD.(Z.)取决于您指定的值积分方法和过滤方法公式分别。有关更多详细信息,请参阅闭环pid autotuner或者开环PID自动箱块参考页面。