Ин мақола як силсила мақолаҳоро оғоз мекунад, ки ба усулҳои автоматикунонидашудаи танзими контроллерҳои PID дар муҳити Simulink бахшида шудаанд. Имрӯз мо мефаҳмем, ки чӣ тавр бо барномаи PID Tuner кор кардан мумкин аст.
Муқаддима
Навъи маъмултарини контроллерҳое, ки дар саноат дар системаҳои назоратии пӯшида истифода мешаванд, метавонанд контроллерҳои PID ҳисобида шаванд. Ва агар муҳандисон сохтор ва принсипи кори контроллерро аз рӯзҳои донишҷӯии худ дар хотир дошта бошанд, пас конфигуратсияи он, яъне. хисоб кардани коэффи-циентхои контролёрхо хануз хам проблема аст. Миқдори зиёди адабиёти ҳам хориҷӣ (масалан, [1, 2]) ва ҳам ватанӣ (масалан, [3, 4]) мавҷуд аст, ки дар онҳо танзими танзимкунандагон бо забони хеле мураккаби назарияи идоракунии автоматӣ шарҳ дода шудаанд.
Ин силсила мақолаҳо роҳҳои автоматии танзими контроллерҳои PID-ро бо истифода аз асбобҳои Simulink тавсиф мекунанд, ба монанди:
- Танзимгари PID
- Оптимизатори посух
- Танзимгари системаи назорат,
- Танзимгари PID дар асоси вокуниши басомад,
- Autotuner-и пӯшидаи PID.
Объекти системаи идоракунӣ гардонандаи барқӣ дар асоси муҳаррики доимии доимӣ мебошад, ки аз магнитҳои доимӣ ба ҳаяҷон омада, якҷоя бо редуктор барои бори инерсиалӣ кор мекунад, ки параметрҳои зерин дорад:
- шиддати таъминоти мотор, ;
- муқовимати фаъоли печи арматураи мотор, ;
- реаксияи индуктивии печи арматураи мотор, ;
- коэффисиенти моменти муҳаррик, ;
- моменти инерцияи ротори мотор, .
Параметрҳои боркунӣ ва қуттии редуктор:
- моменти инерцияи бор, ;
- таносуби фишанги, .
Мақолаҳо амалан формулаҳои математикиро дар бар намегиранд, аммо матлуб аст, ки хонанда дониши асосӣ дар назарияи идоракунии автоматӣ, инчунин таҷрибаи моделсозӣ дар муҳити Simulink барои фаҳмидани маводи пешниҳодшуда дошта бошад.
Модели система
Системаи идоракунии хатиро барои суръати кунҷи гардонандаи электрикии серво дида мебароем, ки схемаи блоки соддакардашудаи он дар зер оварда шудааст.
Мувофиқи сохтори додашуда модели чунин система дар муҳити Simulink сохта шудааст.
Бо истифода аз блокҳои китобхонаи моделсозии физикӣ моделҳои гардонандаи барқӣ (зерсистемаи фаъолкунандаи барқӣ) ва сарбории инерсиалӣ (зерсистемаи боркунӣ) сохта шудаанд. :
- модели гардонандаи барқӣ,
- модели сарбории инерсиалӣ.
Моделҳои гардонандаи барқӣ ва сарборӣ инчунин зерсистемаҳои сенсории миқдори зиёди физикиро дар бар мегиранд:
- ҷараёни ҷорӣ дар печи арматураи муҳаррик (зерсистемаи А),
- шиддат дар печи он (зерсистемаи V),
- суръати кунҷи объекти идоракунӣ (зерсистемаи Ω).
Пеш аз муқаррар кардани параметрҳои контроллер PID, биёед моделро барои ҳисоб иҷро кунем ва вазифаи интиқоли контроллерро қабул кунем. . Натиҷаҳои моделиронӣ барои сигнали вуруди 150 чархзанӣ дар зер нишон дода шудаанд.
Аз тахлили графикхои дар боло овардашуда маълум мешавад, ки:
- Координатаи баромади системаи идоракунӣ ба арзиши муқарраршуда намерасад, яъне. Дар система хатои статикӣ вуҷуд дорад.
- Шиддати печҳои муҳаррик дар оғози симулятсия ба 150 В мерасад, ки ин боиси аз кор рафтани он мегардад, ки бо сабаби ба печҳои он ворид шудани шиддати аз шиддати номиналӣ (24 В) зиёдтар аст.
Бигзор вокуниши система ба як импулс бояд ба талаботи зерин ҷавобгӯ бошад:
- аз ҳад зиёд (аз ҳад зиёд) на бештар аз 10%,
- Вақти баландшавӣ камтар аз 0.8 с,
- Вақти муваққатӣ (Вақти танзим) камтар аз 2 с.
Илова бар ин, танзимкунанда бояд шиддати ба печи мотор додашударо бо арзиши шиддати таъминот маҳдуд кунад.
Насб кардани контроллер
Параметрҳои контроллер бо истифода аз асбоб танзим карда мешаванд , ки бевосита дар равзанаи параметрҳои блоки PID Controller дастрас аст.
Барнома бо пахш кардани тугма оғоз мешавад Оҳанг…дар панел ҷойгир шудааст Танзими автоматӣ. Қобили зикр аст, ки пеш аз иҷрои марҳилаи танзими параметрҳои контроллер навъи онро (P, PI, PD ва ғайра), инчунин навъи онро (аналогӣ ё дискретӣ) интихоб кардан лозим аст.
Азбаски яке аз талаботҳо маҳдуд кардани координати баромади он (шиддат дар печи мотор) мебошад, бояд диапазони иҷозатдодашудаи шиддат муайян карда шавад. Барои ин:
- Ба ҷадвал равед Сатҳи баромад.
- Тугмаи парчамро пахш кунед Маҳдудияти баромад, ки дар натиҷа майдонҳои муқаррар кардани сарҳадҳои болоӣ (ҳудудҳои болоӣ) ва поёнии (лимити поёнии) диапазони қимати баромад фаъол мешаванд.
- Сарҳадҳои диапазонро муқаррар кунед.
Фаъолияти дурусти воҳиди танзимкунанда ҳамчун як қисми система истифодаи усулҳоеро дар бар мегирад, ки ба мубориза бо сершавии интегралӣ нигаронида шудаанд. Блок ду усулро ба амал мебарорад: ҳисобкунак ва исканҷа. Маълумоти муфассал дар бораи ин усулҳо ҷойгир аст . Менюи интихоби усули афтанда дар панел ҷойгир аст Бар зидди шамол.
Дар ин ҳолат, мо дар майдонҳо арзишҳои 24 ва -24 -ро менависем Маҳдудияти болоӣ и Ҳудуди поёнӣ мутаносибан, инчунин усули исканҷаро барои бартараф кардани сершавии интегралӣ истифода баред.
Шумо метавонед пай баред, ки намуди блоки танзимкунанда тағйир ёфтааст: дар назди порти баромади блок аломати сершавӣ пайдо шудааст.
Баъдан, ҳамаи тағиротҳоро бо пахш кардани тугма қабул кунед Apply, ба ҷадвал баргардед асосӣ ва нажимаем кнопку Оҳанг…, ки равзанаи нави PIDTuner-ро мекушояд.
Дар майдони графикии равзана ду раванди муваққатӣ нишон дода мешавад: бо параметрҳои ҷории контроллер, яъне. барои контролери танзимнашуда ва барои арзишҳои ба таври худкор интихобшуда. Қиматҳои параметрҳои навро тавассути пахш кардани тугма дидан мумкин аст Нишон додани параметрҳодар панели асбобҳо ҷойгир аст. Вақте ки шумо тугмаро пахш мекунед, ду ҷадвал пайдо мешавад: параметрҳои интихобшудаи контроллер (Параметрҳои контроллер) ва арзёбии характеристикаҳои раванди муваққатӣ бо параметрҳои интихобшуда (Иҷрокунанда ва устуворӣ).
Тавре ки аз арзишҳои ҷадвали дуюм дида мешавад, коэффитсиентҳои контроллер ба таври худкор ҳисобшуда ҳама талаботро қонеъ мекунанд.
Танзими танзимкунанда тавассути пахш кардани тугма бо секунҷаи сабз дар тарафи рости тугма ба анҷом мерасад Нишон додани параметрҳо, ки пас аз он арзишҳои нав ба таври худкор дар майдонҳои мувофиқ дар равзанаи танзимоти параметрҳои блоки PID Controller тағир меёбанд.
Натиҷаҳои моделсозии система бо контроллери танзимшуда барои якчанд сигналҳои воридотӣ дар зер нишон дода шудаанд. Дар сатҳҳои баланди сигнали воридотӣ (хати кабуд) система дар ҳолати сершавии шиддат кор мекунад.
Дар хотир доред, ки асбоби PID Tuner коэффитсиентҳои контроллерро дар асоси модели хаттӣ интихоб мекунад, бинобар ин ҳангоми гузаштан ба модели ғайрихаттӣ, параметрҳои онро равшан кардан лозим аст. Дар ин ҳолат, шумо метавонед барномаро истифода баред .
Эълон
- Дастури Қоидаҳои танзими PI ва PID Controller. Айдан О'Двайер
- Тарҳрезии системаи идоракунии PID ва танзими худкор бо истифода аз MATLAB, Simulink. Ван Л.
- Назорати PID дар шакли ғайримуқаррарӣ. Карпов В.Е.
- Контроллерҳои PID. Масъалахои татбик. Кисмхои 1, 2. Денисенко В.
Манбаъ: will.com