Настройка ПИД-регулятора начинается с получения переходной характеристики объекта управления.

В простейшем случае параметры объекта определяют по переходной характеристике, выведенной из разгонной характеристики при входном единичном ступенчатом тестовом сигнале.

Настройку ПИД-регулятора осуществим в MatLab Simulink. Параметры объекта возьмем из предыдущей статьи:

Для настройки ПИД-регулятора воспользуемся следующими методами. Так называемый инженерный метод предполагает приближенный расчет регулятора с последующим варьированием параметров для получения «оптимального» процесса.  Таблица расчета инженерных коефициентов ПИД-регулятора приведена ниже:

Стоит обратить внимание на то, что инженерных методов (как и методик) настройки ПИД-регуляторов существует огромное множество. Данные три метода являются наиболее типовыми и самыми распространенными для ПИД-регулятора.

Зачастую на практике для реализации систем управления в промышленности  используют ПИ-регуляторы. ПИ-регулятор имеет свои преимущества:

  • Отличные динамические характеристики системы
  • Помехозащищенность (за счет отсутствия Д-части)
  • Простота ручной подстройки (с учетом запаса устойчивости)

В данном примере будет рассмотрена настройка ПИ-регулятора. Процедура та же, что и для ПИД-регулятора. Инженерные настройки приведены ниже:

Рассчитаем параметры регулятора для нашей системы:

Теперь можно собрать систему в MatLab. Рассмотрим структурную схему одноконтурной САР с ПИ-регулятором:

  • Step – возмущение
  • Step 1 – задание
  • Transfer Fcn + Transport Delay – объект управления
  • Gain + Transfer Fcn 1 (охваченный прямой связью) – ПИ-регулятор

В данном примере ПИ-регулятор реализован по формуле:

Данная структура получена путем комбинации типовых соединений звеньев – параллельного и последовательного.

Смоделируем параллельно три процесса и сравним графики в MatLab:

 

Переходные процессы по каналу «задание-выход»:

Из полученных графиков можно сделать вывод: инженерные методы определения параметров ПИ-регулятора дают желаемое качество только для определенного соотношения постоянной времени объекта и его запаздывания.

По каналу «возмущение-выход»:

Если оценивать качество переходного процесса, то можно сделать вывод – «оптимальным» является процесс из 20-процентным перерегулированием, так как имеет наименьшее время регулирования при небольшом динамическом забросе.

 

Tags

 
Поделиться в Ok Ok Ok Ok Share for Odnoklassniki Ok Ok

0 Комментариев

Вы можете первым оставить свой комментарий.

Оставить комментарий

 




 

Вы же не робот? *