MATLAB'da bir PID denetleyicisi nasıl tasarlanır - Adım adım kılavuz

Gereksinim -leri

 Oluşturduğunuz fondöten en iyi sonuçları elde etmenizi sağlayacaktır.

1. Modelleme Sistemi

Sistemin modellenmesi ("tesis" olarak da bilinir), bir PID kontrolü tasarlamanın ilk adımıdır. Bu model, denetlemek istediğiniz dinamik sistemin bir temsilidir.

Bitki Modelinin Belirlenmesi Bir tesisin modeli genellikle durum uzayı temsili veya transfer fonksiyonu açısından tanımlanır.

Fabrikaların MATLAB'da Temsil Edilmesi MATLAB, bitki modellerini temsil edebilen fonksiyonlara sahiptir. Örneğin, rastgele bir aktarım fonksiyonu oluşturmak için tf() fonksiyonunu kullanabilirsiniz.

Basit Bitki Modeli Aşağıdaki modeli göz önünde bulundurun: Bu model MATLAB'da aşağıdaki gibi gösterilebilir:

Matlab (Matematik Laboratuvarı) (Matematik Laboratuvarı)

G = (s + 1) / s

2. Bir PID Denetleyicisi Tasarlama

Tasarım sürecindeki bir sonraki adım PID denetleyicisidir. MATLAB (MATEMAT)

PID Kontrolörünün Yapısı Bir PID kontrolcüsü, integral, türev ve orantılı olmak üzere üç terimden oluşur. Hata sinyali, her terimin kontrol eylemlerini belirlemek için kullanılır.

3. PID Denetleyicisini Ayarlama

PID kontrolörlerinin ayarlanması kontrolörün sistem değişikliklerine uygun şekilde tepki vermesini ve kararlı kalmasını sağlamak için önemlidir.

Ziegler Nichols Yöntemini Kullanarak Bir PID Kontrol Cihazının Nasıl Ayarlanacağına Bir Örnek Ziegler Nichols yöntemi, PID kazanımlarını ayarlamak için sistematik bir yaklaşımdır. MATLAB'daki PID Tuner Uygulaması, denetleyiciyi otomatik olarak ayarlamak için kullanılabilir.

3. PID Denetleyicisini Simüle Etme

Kontrolör tasarlandıktan sonra PID'nin performansını simüle etmek çok önemlidir. Bu, tüm özellikleri karşılamasını sağlayacaktır.

MATLAB ile Simülasyon Ortamı Kurma Kontrol sistemlerini simüle etmek için MATLAB, Simulink ve diğer güçlü araçlar mevcuttur.

PID Denetleyicisini Test Etmek için Simülasyonlar Simulink modellerini kullanarak tesis-kontrolör etkileşimini simüle edebilirsiniz.

Simülasyon Sonuçlarının Analizi MATLAB, simülasyon sonuçlarını analiz etmek için araçlara sahiptir. Bunlar, yanıt eğrilerinin çizilmesini ve performans ölçümlerinin değerlendirilmesini içerir.

4. OptimizasyonuPID Denetleyici

PID'nin performansını optimize etmek için kazancı ve parametre değerlerini ayarlamanız gerekir.

Daha iyi performans için PID parametrelerinin optimize edilmesi PID kazancını manuel olarak ayarlayabilir ve sistem üzerindeki etkisini görebilirsiniz.#39; s performansı.

MATLAB'ın Optimizasyon Araçlarını Kullanma MATLAB, PID denetleyici kazançlarını optimize etmek için fmincon gibi optimizasyon işlevleri sunar.

PID Kontrolünü Optimize Etmeye Bir Örnek PID kontrolündeki kazanımları optimize etmek için fmincon kullanmayı düşünün. Bu bir kod örneğidir:

Matlab

% Maliyeti tanımlayın functioncost_function = @(x) sum((step(G * pid(x(1), x(2), x(3))) - 1).^2);

% PID'yi optimize et gainsinitial_gains = [1, 1, 1]; optimized_gains = fmincon(cost_function, initial_gains);

% Optimize edilmiş kazançları görüntüleyindisp(' Optimize Edilmiş Kazançlar:'); disp(optimized_gains);

5. Uygulama

MATLAB'da Tasarlanan PID Kontrolörlerinin Gerçek Dünya Uygulamaları Örnekler arasında bir Endüstriyel Fırının sıcaklığının kontrolü, bir DC Motorun hızının korunması ve bir aracın hız sabitleyici sisteminin yönetimi yer alır.