🥇Tuning PID olutona: se esu dudu bi o ti ya? Apá 1. Nikan-Circuit eto

Nkan yii bẹrẹ lẹsẹsẹ awọn nkan ti o yasọtọ si awọn ọna adaṣe fun ṣiṣatunṣe awọn olutona PID ni agbegbe Simulink. Loni a yoo ro bi o ṣe le ṣiṣẹ pẹlu ohun elo PID Tuner.

Ifihan

Iru awọn olutona olokiki julọ ti a lo ninu ile-iṣẹ ni awọn eto iṣakoso lupu ni a le gbero awọn olutona PID. Ati pe ti awọn onimọ-ẹrọ ba ranti eto ati ilana ti iṣiṣẹ ti oludari lati awọn ọjọ ọmọ ile-iwe wọn, lẹhinna iṣeto rẹ, ie. isiro ti oludari iyeida jẹ ṣi kan isoro. Iye nla ti iwe wa, mejeeji ajeji (fun apẹẹrẹ, [1, 2]) ati ile (fun apẹẹrẹ, [3, 4]), nibiti atunṣe ti awọn olutọsọna ti ṣe alaye ni ede idiju kuku ti ilana iṣakoso adaṣe.

Awọn nkan lẹsẹsẹ yii yoo ṣe apejuwe awọn ọna adaṣe lati tune awọn olutona PID nipa lilo awọn irinṣẹ Simulink gẹgẹbi:

PID Tuner
Idahun Optimizer
Atunṣe Eto Iṣakoso,
PID Tuner Dahun Igbohunsafẹfẹ,
Pipade-Loop Autotuner PID.

Ohun ti eto iṣakoso yoo jẹ awakọ ina mọnamọna ti o da lori ọkọ ayọkẹlẹ DC kan ti o ni itara nipasẹ awọn oofa ayeraye, ṣiṣẹ papọ pẹlu apoti jia fun fifuye inertial, pẹlu awọn aye atẹle wọnyi:

foliteji ipese motor, ;
resistance ti nṣiṣe lọwọ ti yikaka armature motor, ;
ifaseyin inductive ti yikaka armature motor, ;
olùsọdipúpọ̀ yírkì engine, ;
akoko inertia ti rotor motor, .

Fifuye ati awọn paramita apoti jia:

akoko inertia ti fifuye, ;
ipin jia, .

Awọn nkan naa ni adaṣe ko si awọn agbekalẹ mathematiki, sibẹsibẹ, o jẹ iwunilori pe oluka ni oye ipilẹ ninu ilana ti iṣakoso adaṣe, ati iriri ni awoṣe ni agbegbe Simulink lati loye ohun elo ti a dabaa.

Awoṣe eto

Jẹ ki a gbero eto iṣakoso laini fun iyara angula ti awakọ ina servo, aworan atọka dirọrun ti eyiti o gbekalẹ ni isalẹ.

Ni ibamu pẹlu eto ti a fun, awoṣe ti iru eto kan ni a kọ ni agbegbe Simulink.

Awọn awoṣe ti awakọ ina (Electric actuator subsystem) ati fifuye inertial (Fifuye subsystem) ni a ṣẹda nipa lilo awọn bulọọki ikawe awoṣe ti ara Simscape:

awoṣe awakọ itanna,

inertial fifuye awoṣe.

Wakọ ina ati awọn awoṣe fifuye tun pẹlu awọn eto abẹlẹ sensọ ti ọpọlọpọ awọn iwọn ti ara:

lọwọlọwọ ti nṣàn ni armature yikaka ti motor (subsystem A),

foliteji lori yikaka rẹ (seto V),

iyara angula ti ohun iṣakoso (subsystem Ω).

Ṣaaju ki o to ṣeto awọn ipilẹ ti oludari PID, jẹ ki a ṣiṣẹ awoṣe fun iṣiro, gbigba iṣẹ gbigbe ti oludari . Awọn abajade kikopa fun ifihan agbara titẹ sii ti 150 rpm ni a fihan ni isalẹ.

Lati inu itupalẹ awọn aworan ti o wa loke o han gbangba pe:

Ipoidojuko o wu ti eto iṣakoso ko de iye ti a sọ, i.e. Aṣiṣe aimi wa ninu eto naa.
Awọn foliteji lori motor windings Gigun kan iye ti 150 V ni ibẹrẹ kikopa, eyi ti yoo ja si awọn oniwe-ikuna nitori awọn ipese ti a foliteji tobi ju awọn ipin ọkan (24 V) si awọn oniwe-winding.

Jẹ ki idahun ti eto naa si itara kan gbọdọ pade awọn ibeere wọnyi:

overshoot (overshoot) ko ju 10% lọ,
Iye akoko ti o kere ju 0.8 s,
Akoko gbigbe (Aago Iduro) kere ju iṣẹju meji 2.

Ni afikun, olutọsọna gbọdọ ṣe idinwo foliteji ti a pese si yiyipo moto si iye ti foliteji ipese.

Ṣiṣeto oluṣakoso

Awọn paramita oludari ti wa ni tunto nipa lilo ọpa PID Tuner, eyi ti o wa taara ni awọn PID Controller block parameters window.

Ohun elo naa ṣe ifilọlẹ nipasẹ titẹ bọtini kan Tun…be lori nronu Atunṣe adaṣe. O tọ lati ṣe akiyesi pe ṣaaju ṣiṣe ipele ti ṣeto awọn aye idari, o jẹ dandan lati yan iru rẹ (P, PI, PD, bbl), ati iru rẹ (afọwọṣe tabi ọtọtọ).

Niwọn igba ti ọkan ninu awọn ibeere ni lati ṣe idinwo ipoidojuko iṣelọpọ rẹ (foliteji lori yiyi ọkọ), iwọn foliteji iyọọda yẹ ki o ṣalaye. Fun eyi:

Lọ si taabu Abajade Ekunrere.
Tẹ lori awọn Flag bọtini Agbejade aropin, Bi abajade eyi ti awọn aaye fun eto oke (Iwọn oke) ati isalẹ (iwọn isalẹ) awọn aala ti iwọn iye abajade ti mu ṣiṣẹ.
Ṣeto awọn aala sakani.

Iṣiṣẹ ti o pe ti ẹya olutọsọna gẹgẹbi apakan ti eto naa pẹlu lilo awọn ọna ti a pinnu lati koju itẹlọrun apapọ. Àkọsílẹ ṣe awọn ọna meji: iṣiro-pada ati clamping. Alaye alaye nipa awọn ọna wọnyi wa nibi. Akojọ aṣayan-silẹ ọna ti o wa lori nronu Anti-windup.

Ni idi eyi, a yoo kọ awọn iye 24 ati -24 ni awọn aaye Opin oke и Ifilelẹ isalẹ ni ibamu, ati tun lo ọna clamping lati yọkuro itẹlọrun apapọ.

O le ṣe akiyesi pe hihan bulọọki olutọsọna ti yipada: ami itẹlọrun kan ti han lẹgbẹẹ ibudo iṣelọpọ ti bulọọki naa.

Nigbamii, gba gbogbo awọn ayipada nipa titẹ bọtini waye, pada si taabu Main ati нажимаем кнопку Tun…, eyi ti yoo ṣii ferese ohun elo PIDTuner tuntun kan.

Ni agbegbe ayaworan ti window, awọn ilana igba diẹ ti han: pẹlu awọn aye lọwọlọwọ ti oludari, ie. fun oludari ti ko tunto, ati fun awọn iye ti a ti yan laifọwọyi. Awọn iye paramita tuntun le ṣee wo nipa titẹ bọtini naa Ṣe afihan Awọn paramitabe lori awọn bọtini iboju. Nigbati o ba tẹ bọtini naa, awọn tabili meji yoo han: awọn aye ti a yan ti oludari (Awọn paramita Adari) ati awọn igbelewọn ti awọn abuda ti ilana igba diẹ pẹlu awọn aye ti a yan (Iṣe ati Agbara).

Gẹgẹbi a ti le rii lati awọn iye ti tabili keji, awọn iṣiro oludari iṣiro laifọwọyi ni itẹlọrun gbogbo awọn ibeere.

Eto olutọsọna ti pari nipa titẹ bọtini pẹlu igun mẹta alawọ kan ti o wa si apa ọtun ti bọtini naa Ṣe afihan Awọn paramita, lẹhin eyiti awọn iye paramita tuntun yoo yipada laifọwọyi ni awọn aaye ti o baamu ni window awọn eto paramita PID Adarí.

Awọn abajade ti kikopa eto kan pẹlu olutọsọna aifwy fun ọpọlọpọ awọn ifihan agbara titẹ sii han ni isalẹ. Ni awọn ipele ifihan agbara titẹ sii giga (laini buluu), eto naa yoo ṣiṣẹ ni ipo itẹlọrun foliteji.

Ṣe akiyesi pe ohun elo PID Tuner yan awọn olutọpa oluṣakoso ti o da lori awoṣe laini, nitorinaa nigba gbigbe si awoṣe ti kii ṣe laini, o jẹ dandan lati ṣalaye awọn aye rẹ. Ni idi eyi, o le lo ohun elo naa Idahun Optimizer.