Cuireann an t-alt seo tús le sraith alt atá dírithe ar mhodhanna uathoibrithe chun rialaitheoirí PID a oiriúnú i dtimpeallacht Simulink. Inniu déanfaimid amach conas oibriú leis an bhfeidhmchlár PID Tuner.
Réamhrá
Is féidir an cineál rialtóirí is coitianta a úsáidtear i dtionscal i gcórais rialaithe lúb dúnta a mheas mar rialaitheoirí PID. Agus má chuimhníonn innealtóirí ar struchtúr agus ar phrionsabal oibríochta an rialaitheora óna laethanta mac léinn, ansin a chumraíocht, i.e. Is fadhb fós é ríomh na gcomhéifeachtaí rialtóra. Tá méid ollmhór litríochta ann, idir eachtrach (mar shampla, [1, 2]) agus intíre (mar shampla, [3, 4]), áit a mínítear coigeartú rialtóirí i dteanga sách casta teoiric rialaithe uathoibríoch.
Déanfaidh an tsraith alt seo cur síos ar bhealaí uathoibrithe chun rialaitheoirí PID a thiúnadh ag baint úsáide as uirlisí Simulink mar:
- Tuner PID
- Optimizer Freagra
- Tuner Córas Rialaithe,
- Tuner PID Bunaithe ar Fhreagra Minicíocht,
- Uath-tiúnóir PID Lúb Dúnta.
Beidh cuspóir an chórais rialaithe ina thiomáint leictreach bunaithe ar mhótar DC ar bís le maighnéid bhuan, ag obair le chéile le giarbhosca le haghaidh ualach táimhe, leis na paraiméadair seo a leanas:
- voltas soláthair mótair,
; - friotaíocht gníomhach na foirceannadh armature mótair, ;
- imoibriú ionduchtach an foirceannadh armature mótair, ;
- comhéifeacht chasmhóiminte innill, ;
- nóiméad táimhe an rótar mótair, .
; 
; 
; 
; 
.Paraiméadair luchtaithe agus giarbhosca:
- nóiméad táimhe an ualaigh, ;
- cóimheas giair, .
; 
.Níl beagnach aon foirmlí matamaitice sna hailt, áfach, tá sé inmhianaithe go mbeadh eolas bunúsach ag an léitheoir ar theoiric an rialaithe uathoibríoch, chomh maith le taithí ar shamhaltú i dtimpeallacht Simulink chun an t-ábhar atá beartaithe a thuiscint.
Múnla córais
Déanaimis machnamh ar chóras rialaithe líneach do threoluas uilleach tiomáint servo leictreach, a bhfuil blocléaráid simplithe de curtha i láthair thíos.
De réir an struchtúir tugtha, tógadh múnla de chóras den sórt sin i dtimpeallacht Simulink.
Cruthaíodh samhlacha den tiomántán leictreach (Fochóras actuator leictreach) agus ualach táimhe (fochóras ualach) ag baint úsáide as bloic leabharlainne samhaltú fisiceach :
- samhail tiomáint leictreach,
- múnla ualach inertial.
Áirítear le samhlacha tiomántáin leictreacha agus ualaigh freisin fochórais braite de chainníochtaí fisiceacha éagsúla:
- sruth ag sileadh i bhfoirceannadh armature an mhótair (fochóras A),
- voltas ar a foirceannadh (fochóras V),
- treoluas uilleach an réad rialaithe (fochóras Ω).
Sula socróimid paraiméadair an rialaitheora PID, déanaimis an tsamhail a rith le haghaidh ríomh, ag glacadh le feidhm aistrithe an rialaitheora 
. Taispeántar thíos na torthaí insamhalta le haghaidh comhartha ionchuir de 150 rpm.
Ón anailís ar na graif thuas is léir:
- Ní shroicheann comhordanáidí aschuir an chórais rialaithe an luach sonraithe, i.e. Tá earráid statach sa chóras.
- Sroicheann an voltas ar na foirceannadh mótair luach 150 V ag tús an insamhalta, rud a fhágann go mbeidh sé teipthe mar gheall ar voltas níos mó ná an ceann ainmniúil (24 V) a sholáthar dá chuid foirceannadh.
Bíodh nach mór do fhreagra an chórais ar impulse amháin na ceanglais seo a leanas a chomhlíonadh:
- ró-roghnú (Forshoot) nach mó ná 10%,
- Am ardú níos lú ná 0.8 s,
- Am neamhbhuan (Am socraithe) níos lú ná 2 s.
Ina theannta sin, ní mór don rialtóir an voltas a sholáthraítear don foirceannadh mótair a theorannú go luach an voltais soláthair.
An rialtóir a shocrú
Tá paraiméadair an rialtóra cumraithe ag baint úsáide as an uirlis , atá ar fáil go díreach i bhfuinneog paraiméadair bloc an Rialaitheora PID.
Seoltar an feidhmchlár trí chnaipe a bhrú Tiúin…suite ar an bpainéal Tiúnadh uathoibrithe. Is fiú a thabhairt faoi deara go bhfuil sé riachtanach a roghnú a chineál (P, PI, PD, etc.), agus a chineál (analógach nó scoite) sula ndéantar an chéim a shocrú paraiméadair an rialtóra.
Ós rud é gurb é ceann de na ceanglais a chomhordú aschuir a theorannú (voltas ar an foirceannadh mótair), ba cheart an raon voltais incheadaithe a shonrú. Dó seo:
- Téigh go dtí an cluaisín Sáithiú Aschuir.
- Cliceáil ar an gcnaipe bratach Teorainn aschur, mar thoradh ar a bhfuil na réimsí chun teorainneacha uachtaracha (Teorainn Uachtarach) agus íochtair (Teorainn Ísle) den raon luach aschuir a ghníomhachtú.
- Socraigh na teorainneacha raon.
Baineann oibriú ceart an aonaid rialtóra mar chuid den chóras le húsáid modhanna atá dírithe ar sháithiú lárnach a chomhrac. Cuireann an bloc dhá mhodh i bhfeidhm: ais-ríomh agus clampáil. Tá faisnéis mhionsonraithe faoi na modhanna seo le fáil . Tá an roghchlár anuas maidir le roghnú modhanna suite ar an bpainéal Frith-foirceannadh.
Sa chás seo, scríobhfaimid na luachanna 24 agus -24 sna réimsí Uasteorainn и Teorainn níos ísle dá réir sin, agus bain úsáid as an modh clampála freisin chun saturation lárnach a dhíchur.
Féadfaidh tú a thabhairt faoi deara go bhfuil cuma an bhloc rialtóra athraithe: tá comhartha sáithiúcháin le feiceáil in aice le calafort aschuir an bhloic.
Ansin, glac le gach athrú ach an cnaipe a bhrú Cuir iarratas isteach, filleadh ar an táb Príomh- agus brúigh an cnaipe Tiúin…, a osclóidh fuinneog iarratais nua PIDTuner.
I réimse grafach na fuinneoige, taispeántar dhá phróiseas neamhbhuan: le paraiméadair reatha an rialaitheora, i.e. le haghaidh rialtóir neamhchumraithe, agus le haghaidh luachanna a roghnaítear go huathoibríoch. Is féidir luachanna paraiméadar nua a fheiceáil trí chliceáil ar an gcnaipe Taispeáin Paraiméadairsuite ar an mbarra uirlisí. Nuair a bhrúnn tú an cnaipe, beidh dhá thábla le feiceáil: paraiméadair roghnaithe an rialaitheora (Paraiméadair Rialaitheoir) agus measúnuithe ar shaintréithe an phróisis dhíomuan leis na paraiméadair roghnaithe (Feidhmíocht agus Láidir).
Mar is léir ó luachanna an dara tábla, sásaíonn na comhéifeachtaí rialaitheora a ríomhtar go huathoibríoch na ceanglais go léir.
Críochnaítear socrú an rialtóra tríd an gcnaipe a bhrú le triantán glas atá suite ar thaobh na láimhe deise den chnaipe Taispeáin Paraiméadair, ina dhiaidh sin athrófar na luachanna paraiméadar nua go huathoibríoch sna réimsí comhfhreagracha i bhfuinneog socruithe paraiméadar bloc Rialaitheoir PID.
Taispeántar thíos na torthaí a bhaineann le córas a insamhladh le rialtóir tiúnta le haghaidh roinnt comharthaí ionchuir. Ag leibhéil arda comhartha ionchuir (líne ghorm), oibreoidh an córas i mód saturation voltais.
Tabhair faoi deara go roghnaíonn an uirlis PID Tuner na comhéifeachtaí rialaitheora bunaithe ar mhúnla líneach, agus mar sin nuair a bhíonn sé ag bogadh go múnla neamhlíneach, is gá a pharaiméadair a shoiléiriú. Sa chás seo, is féidir leat an t-iarratas a úsáid .
Litríocht
- Lámhleabhar Rialacha Tiúnadh an Rialaitheora PI agus PID. Aodhán O'Dwyer
- Dearadh Córas Rialaithe PID agus Tiúnadh Uathoibríoch ag baint úsáide as MATLAB, Simulink. Wang L.
- Rialú PID i bhfoirm neamhdhian. Karpov V.E.
- Rialaitheoirí PID. Saincheisteanna cur chun feidhme. Codanna 1, 2. Denisenko V.
Foinse: will.com
