Teeb tsa PID tswj: yog dab ntxwg nyoog txaus ntshai li lawv ua rau nws tawm? Ntu 1. Ib qho kev sib txuas lus

Qhov tsab xov xwm no pib ib tug series ntawm cov khoom mob siab rau automated txoj kev rau tuning PID controllers nyob rau hauv lub Simulink ib puag ncig. Niaj hnub no peb yuav txheeb xyuas yuav ua li cas ua haujlwm nrog PID Tuner daim ntawv thov.

Taw qhia

Cov hom nrov tshaj plaws ntawm cov maub los siv hauv kev lag luam hauv kaw-voj tswj tshuab tuaj yeem suav tias yog PID controllers. Thiab yog tias cov engineers nco qab cov qauv thiab cov hauv paus ntsiab lus ntawm kev ua haujlwm ntawm tus maub los ntawm lawv cov tub ntxhais kawm hnub, tom qab ntawd nws qhov kev teeb tsa, i.e. Kev suav cov maub los coefficients tseem muaj teeb meem. Muaj ntau ntau cov ntaub ntawv, ob qho tib si txawv teb chaws (piv txwv li, [1, 2]) thiab domestic (piv txwv li, [3, 4]), qhov twg cov kev hloov ntawm cov regulators tau piav nyob rau hauv lub es nyuaj lus ntawm tsis siv neeg tswj txoj kev xav.

Cov kab lus no yuav piav qhia txog txoj hauv kev los kho PID controllers siv Simulink cov cuab yeej xws li:

• PID Tuner
• Teb Optimizer
• Tswj System Tuner,
• Zaus teb Raws li PID Tuner,
• Kaw-Loop PID Autotuner.

Cov khoom ntawm kev tswj hwm yuav yog lub tshuab hluav taws xob raws li lub cev muaj zog DC zoo siab los ntawm cov hlau nplaum ruaj khov, ua haujlwm ua ke nrog lub gearbox rau inertial load, nrog rau cov hauv qab no tsis:

• lub cev muaj zog voltage, ;
• active tiv thaiv ntawm lub cev muaj zog armature winding, ;
• inductive reactance ntawm lub cev muaj zog armature winding, ;
• engine torque coefficient, ;
• lub sij hawm ntawm inertia ntawm lub cev muaj zog rotor, .

Load thiab gearbox parameter:

• lub sij hawm ntawm inertia ntawm lub load, ;
• iav ratio, .

Cov kab lus xyaum tsis muaj cov qauv lej, txawm li cas los xij, nws yog qhov xav tau tias tus nyeem ntawv muaj kev paub yooj yim hauv kev xav ntawm kev tswj tsis siv neeg, nrog rau kev paub txog kev ua qauv hauv Simulink ib puag ncig kom nkag siab txog cov khoom siv.

Qauv qauv

Cia peb xav txog ib qho kev tswj hwm kab rau lub kaum sab xis ntawm lub servo hluav taws xob tsav, daim duab qhia yooj yim uas tau nthuav tawm hauv qab no.

Raws li cov qauv muab, ib tug qauv ntawm xws li ib tug system tau tsim nyob rau hauv lub Simulink ib puag ncig.

Cov qauv ntawm lub tshuab hluav taws xob (Electric actuator subsystem) thiab inertial load (Load subsystem) tau tsim los siv lub cev qauv qauv tsev qiv ntawv blocks Simscape:

• electric tsav qauv,

• inertial load qauv.

Hluav taws xob tsav thiab cov qauv thauj khoom kuj muaj xws li sensor subsystems ntawm ntau yam ntawm lub cev:

• tam sim no ntws hauv armature winding ntawm lub cev muaj zog (subsystem A),

• voltage ntawm nws winding (subsystem V),

• angular tshaj tawm ntawm cov khoom tswj (subsystem Ω).

Ua ntej teeb tsa cov kev txwv ntawm PID maub los, cia peb khiav cov qauv rau kev suav, lees txais kev hloov pauv ntawm tus maub los . Cov txiaj ntsig simulation rau lub teeb liab input ntawm 150 rpm yog qhia hauv qab no.

Los ntawm kev txheeb xyuas ntawm cov duab saum toj no nws pom tseeb tias:

• Cov zis tswj kev tswj hwm qhov system tsis ncav cuag tus nqi teev, i.e. Muaj qhov yuam kev zoo li qub hauv qhov system.
• Qhov hluav taws xob ntawm lub cav windings nce mus txog tus nqi ntawm 150 V thaum pib ntawm qhov kev sim, uas yuav ua rau nws tsis ua haujlwm vim yog cov khoom siv hluav taws xob ntau dua li qhov nominal (24 V) rau nws cov windings.

Cia lub kaw lus teb rau ib qho kev txhawb nqa yuav tsum ua raws li cov cai hauv qab no:

• overshoot (Overshoot) tsis ntau tshaj 10%,
• Lub sijhawm nce tsawg dua 0.8 s,
• Lub sijhawm hloov pauv (lub sijhawm teem caij) tsawg dua 2 s.

Tsis tas li ntawd, tus tswj hwm yuav tsum txwv qhov voltage nkag mus rau lub cev muaj zog winding rau tus nqi ntawm cov khoom siv hluav taws xob.

Kev teeb tsa tus maub los

Cov kev tswj tsis tau yog configured siv lub cuab tam PID Tuner, uas muaj nyob ncaj qha rau hauv PID Controller thaiv qhov rais.

Daim ntawv thov yog launched los ntawm nias lub pob Suab nrov…nyob rau ntawm lub vaj huam sib luag Automated tuning. Nws yog ib qho tsim nyog sau cia tias ua ntej ua tiav theem ntawm kev teeb tsa cov tswj tsis tau, nws yuav tsum xaiv nws hom (P, PI, PD, thiab lwm yam), nrog rau nws hom (analog lossis discrete).

Txij li thaum ib qho ntawm cov kev xav tau yog txwv tsis pub nws cov khoom sib koom ua ke (voltage ntawm lub cev muaj zog winding), qhov kev tso cai voltage ntau yuav tsum tau teev tseg. Rau qhov no:

1. Mus rau tab Tso zis Saturation.
2. Nyem rau ntawm tus chij khawm Txwv cov zis, raws li qhov tshwm sim ntawm cov teb rau kev teeb tsa sab sauv (Sab sauv txwv) thiab qis (Lower limit) ciam teb ntawm cov khoom tso tawm tus nqi ntau yog qhib.
3. Teem cov ciam teb.

Kev ua haujlwm kom raug ntawm chav tswj hwm raws li ib feem ntawm lub kaw lus suav nrog kev siv cov txheej txheem txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau saturation. Lub block siv ob txoj hauv kev: rov qab suav thiab clamping. Cov ncauj lus kom ntxaws txog cov txheej txheem no nyob no. Txoj kev xaiv drop-down zaub mov nyob rau ntawm lub vaj huam sib luag Anti-windup.

Hauv qhov no, peb yuav sau cov txiaj ntsig 24 thiab -24 hauv cov teb Sab sauv txwv и Tsawg dua qhov txwv Raws li, thiab kuj siv txoj kev clamping kom tshem tawm ib qho saturation.

Tej zaum koj yuav pom tias qhov zoo li ntawm cov regulator thaiv tau hloov pauv: lub cim saturation tau tshwm sim nyob ib sab ntawm qhov chaw nres nkoj ntawm qhov thaiv.

Tom ntej no, lees txais txhua qhov kev hloov pauv los ntawm nias lub pob thov, rov qab mus rau lub tab Main нажимаем кнопку Suab nrov…, uas yuav qhib lub qhov rais tshiab PIDTuner daim ntawv thov.

Nyob rau hauv lub graphical cheeb tsam ntawm lub qhov rais, ob qho kev ncua sij hawm yog tshwm sim: nrog rau tam sim no tsis ntawm tus maub los, i.e. rau ib tug unconfigured maub los, thiab rau qhov tseem ceeb xaiv tau. Tshiab parameter qhov tseem ceeb tuaj yeem pom los ntawm nias lub pob Qhia Parametersnyob rau ntawm lub toolbar. Thaum koj nias lub pob, ob lub rooj yuav tshwm sim: qhov kev xaiv ntawm tus maub los (Controller Parameters) thiab kev ntsuam xyuas ntawm cov yam ntxwv ntawm cov txheej txheem ncua sij hawm nrog cov kev xaiv (Kev Ua Haujlwm thiab Kev Ua Haujlwm Zoo).

Raws li tuaj yeem pom los ntawm qhov tseem ceeb ntawm lub rooj thib ob, qhov kev txiav txim siab ntawm tus maub los coefficients txaus siab rau tag nrho cov kev xav tau.

Kev teeb tsa regulator yog ua tiav los ntawm nias lub pob nrog daim duab peb sab ntsuab nyob rau sab xis ntawm lub pob Qhia Parameters, tom qab uas tus tshiab parameter qhov tseem ceeb yuav cia li hloov nyob rau hauv cov coj teb nyob rau hauv lub PID Controller thaiv parameter chaw qhov rais.

Cov txiaj ntsig ntawm kev simulating ib lub kaw lus nrog tus tswj xyuas kom zoo rau ntau lub tswv yim teeb liab tau qhia hauv qab no. Nyob rau theem teeb liab siab input (xiav kab), lub kaw lus yuav ua haujlwm nyob rau hauv voltage saturation hom.

Nco ntsoov tias lub cuab yeej PID Tuner xaiv cov tswj coefficients raws li tus qauv linearized, yog li thaum tsiv mus rau ib qho qauv uas tsis yog-linear, nws yog ib qho tsim nyog los qhia meej txog nws cov kev txwv. Hauv qhov no, koj tuaj yeem siv daim ntawv thov Teb Optimizer.

Kev Sau Ntawv

1. Phau ntawv ntawm PI thiab PID Controller Tuning Rules. Aidan O'Dwyer
2. PID Control System Tsim thiab Tsis Siv Neeg Tuning siv MATLAB, Simulink. Wang L.
3. PID tswj hauv daim ntawv tsis nruj. Karpov V. E.
4. PID tswj. Cov teeb meem kev coj ua. Ntu 1, 2. Denisenko V.

Tau qhov twg los: www.hab.com