초기π제어기설계하기

초기제어기설계를만들면π제어기를조정해나가면서결과를비교할수있는기준을갖게됩니다。PID조정명령pidtune을사용하여플랜트에대한초기π제어기설계를만듭니다。

[1, G =特遣部队(0.3,0.1,0]);%植物模型C = pidtune (G,“π”)；

초기제어기설계를사용하여PID조정기를엽니다。

pidTuner (G、C)

입력외란제거의계단응답플롯을추가합니다。플롯추가>입력외란제거를선택합니다。

PID조정기가기준추종플롯과외란제거플롯을나란히표시합니다。

기본적으로PID조정기는지정된대역폭과위상여유에대해기준추종과외란제거사이의균형이달성되도록제어기를조정합니다。이예제에서는제어기가기준추종응답에서얼마간의오버슈트를생성합니다。또한초기피크후에입력외란이억제되는정착시간이기준추종보다더깁니다。

과도동작조정하기

응용분야에따라기준추종과외란제거중하나를더우선시하도록둘사이의균형을변경해야할수있습니다。π제어기의경우과도동작슬라이더를사용하여이균형을변경할수있습니다。슬라이더를왼쪽으로움직여서외란제거를개선합니다。초기제어기설계의응답이이제基线反应(점선)로표시됩니다。

과도동작계수를0.45로낮추면외란제거의속도가높아지지만기준추종응답의오버슈트도함께늘어납니다。

기준추종응답의오버슈트가최소화될때까지과도동작슬라이더를오른쪽으로움직입니다。

과도동작계수를0.70으로높이면오버슈트가거의다제거되지만외란제거는매우부진해집니다。응용분야에적합한기준추종과외란제거사이의균형을찾을때까지과도동작슬라이더를움직여볼수있습니다。슬라이더변경이균형에미치는영향은플랜트모델에따라달라집니다。일부플랜트모델의경우이예제에서보는것만큼영향이크지않습니다。

PID조정설계중점변경하기

이제까지과도동작계수를변경하는동안제어시스템의응답시간은고정된상태로유지되었습니다。이작업은시스템의대역폭을고정하고목표로하는최소위상여유를변동시키는것에상응합니다。대역폭과목표위상여유를모두고정하려는경우에도기준추종과외란제거사이의균형을변경할수있습니다。외란제거와기준추종중하나를더우선시하는제어기를조정하려면PID조정알고리즘의설계중점을변경하십시오。

PID조정기의설계중점을변경하는것은제어시스템에조정가능한파라미터가더많을수록보다효과적입니다。따라서π제어기와함께사용할때는큰효과가없습니다。효과를보려면제어기유형을PIDF로변경하십시오。유형메뉴에서PIDF를선택합니다。

PID조정기가새PIDF유형의제어기를자동으로설계합니다。과도동작슬라이더를움직여서계수를다시0.6으로설정합니다。

내보내기화살표를클릭하고기준으로저장을선택하여이새설계를기준설계로저장합니다。

이PIDF설계가원래의π설계를대체하여기준플롯이됩니다。

π의경우와마찬가지로,초기PIDF설계는기준추종과외란제거사이의균형을이룹니다。또한π의경우와마찬가지로,제어기는기준추종응답에서얼마간의오버슈트를생성하고,비슷한정착시간으로입력외란을억제합니다。

응답시간이나과도동작계수를변경하지않은상태에서기준추종을더우선시하도록PID조정기의설계중점을변경합니다。이렇게하려면옵션을클릭한다음중점메뉴에서기준추종을선택하십시오。

PID조정기가기준추종성능에중점을두고자동으로제어기계수를다시조정합니다。

기준추종에중점을두고조정된PIDF제어기가调谐响应(실선)로표시됩니다。플롯을보면결과로생성된제어기가균형에중점을둔제어기설계보다상당히적은오버슈트와빠른정착시간으로기준입력을추종하는것을알수있습니다。그러나이설계에서는외란제거성능이훨씬떨어집니다。

외란제거를더우선시하도록설계중점을변경합니다。옵션대화상자의중점메뉴에서입력외란제거를선택합니다。

이제어기설계에서는외란제거성능은개선되지만기준추종응답의오버슈트가약간늘어납니다。

설계중점옵션을사용하는경우에도과도동작슬라이더를조정하여두가지성능측정값사이의균형을추가로미세조정할수있습니다。설계중점과슬라이더를함께사용하여설계요구사항을가장잘충족하는성능균형을달성하십시오。시스템성능에대한이러한미세조정의영향은플랜트의속성에따라크게달라집니다。일부플랜트의경우과도동작슬라이더를움직이거나중점옵션을변경하는것이미미한영향을미치거나아무런영향을미치지않습니다。