Simulink'te Bir PID Kontrol Cihazı Nasıl Ayarlanır: Kapsamlı Bir Kılavuz

Nasıl ayarlayacağınızı öğreninPID denetleyicisibu kapsamlı kılavuzla Simulink'te. Modelinizi kurmak, PID denetleyicisini yapılandırmak, PID Tuner'ı kullanmak ve denetleyicinizi doğrulamak için adım adım talimatları izleyin#39; s performansı.

1. Giriş

PID kontrolörleri, sıcaklık, hız, akış hızı ve diğer proses değişkenlerini düzenlemek için yaygın olarak kullanılan kontrol sistemlerindeki temel unsurlardır. PID, Orantılı, İntegral ve Türev anlamına gelir; Üç temel katsayısı algoritmasını oluşturur ve optimum sistem performansını sağlamak için uygun ayar gerektirir. MATLAB tabanlı Simulink programlama ortamı, PID denetleyicilerini tasarlamak ve ayarlamak için güçlü araçlar sunar; bu makale, istenen sistem yanıtını elde etmek için Simulink'teki bu süreçte size rehberlik edecektir.

2. Simulink Modelinin Kurulması

Simulink modellemeye başlamak için Simulink'i açın ve yeni bir model oluşturun. Yeni Simulink modelinizin eksiksiz olabilmesi için PID Kontrolörleri, Tesis Modelleri ve Kapsam blokları gibi birkaç blok içermesi gerekir; her biri ayrı bir işleve hizmet eder - örneğin, PID Denetleyicisi PID kontrol algoritmasını uygularken, Tesis Modeli sisteminizi sizin ve#39; Kapsam bloğu sistem yanıtlarını görsel olarak görselleştirmenizi sağlarken yeniden kontrol eder.

1. MATLAB'ı başlatın ve simgesine tıklayarak veya MATLAB'ın komut penceresine simulink yazarak Simulink'i açın.

2. Yeni Bir Model Sandığı "Yeni"yi Seçerek ve "Model"i Seçerek, birkaç dakika içinde hızlı bir şekilde yeni Simulink modelleri oluşturabilirsiniz! 3

Blok Ekle: Modelinize PID Denetleyicisi, Tesis Modeli ve Kapsam blokları eklemek için Kitaplık Tarayıcısını kullanın.

4. Bağlantı Blokları: Çıktılarını Tesis Modelinden PID Kontrol Cihazının girişine bağlayarak ve Tesis Modeline çıkış olarak geri vererek blokları etkili bir kapalı döngü kontrol sistemine monte edin; ek olarak, sistem yanıtını görselleştirmek ve zaman içindeki performansı gözlemlemek için Kapsam Bloğunu Tesis Modelinin çıktısı olarak bağlayın.

3. Simulink modelinizi oluşturduktan sonra

Simulink modeliniz kurulduktan sonra, bir PID Denetleyici bloğunu yapılandırmanın bir sonraki adımı, Oransal (P), İntegral (I) ve Türev Kazançlar için başlangıç değerlerini ayarlamak olmalıdır. Bu PID bloğuna çift tıklayarak şunları yapabilirsiniz:#39; , Orantılı Orantılı İntegral Türev kazançlarını P, I, D kazançları için başlangıç değerleri olarak ayarlayabileceğiniz parametre iletişim kutusunu açacaktır.

1. Wigner Block - PID Denetleyicisi İletişim Kutusu. 2. Başlangıç değerlerini ayarlayın. Bu adım, ilk tahminlerinize veya benzer sistemlerle ilgili önceki deneyimlerinize dayandırmanız gereken ilk P, I ve D kazançlarının girilmesini içerebilir.

3.Wingner Denetleyicisinden Parametreye İletişim Kutusu Adımı.

Yapılandırmayı Kaydet: "Tamam"a tıklamak ayarları kaydedecek ve bu diyalog kutusundan kapanacaktır.

Simulink, istenen sistem yanıtına ulaşana kadar PID denetleyici parametrelerini otomatik olarak ayarlayan bir PID Tuner aracı sağlar. Tesis modellerini doğrusallaştırarak, sistem dinamiğine dayalı olarak ilk PID parametrelerini hesaplar.

1.

PID Tuner'ı Kullanmak İçin: Bir PID Denetleyici bloğu içindeki Ayarla düğmesine tıklamak, tesis modellerinin ve PID parametrelerinin otomatik olarak ayarlanması için bir PID Ayarlayıcı açar. 2. Otomatik Ayarlama: Bir kez başlatıldığında, bu PID Tuner, ayarlama amacıyla ilk PID parametrelerini otomatik olarak hesaplarken tesis modellerini doğrusallaştıracaktır.

3.

Yanıtı Ayarla: Sistem yanıtında ince ayar yapmak için Yanıt Süresi ve Geçici Davranış kaydırıcılarını kullanın. Tepki Süresi, sistem durumundaki değişikliklerin ne kadar hızlı tanınacağını düzenlerken, geçici Davranış aşma/yerleşme süresini kontrol eder.

4. Daha sonra: Daha da fazla ayarlama için, yanıt hızını/hızını kontrol eden Tepki Süresi/Geçici Davranış Kaydırıcılarını kullanın, Geçici Davranış ise sırasıyla aşma ve yerleşim sürelerini kontrol eder

Güncelleme Bloğu: Kişiselleştirilmiş parametrelerinizi bir PID Denetleyici bloğuna uygulamak için "Bloğu Güncelle"ye tıklayın.

4. Yanıtı Simüle Etme ve Analiz Etme

PID denetleyiciniz mükemmel bir şekilde ayarlandıktan sonra, yanıtını gözlemlemek için simülasyonunu çalıştırın. Kapsam bloğu, Tesis Modelinin çıktısını görüntüler, böylece değerlerini referans sinyalinizle karşılaştırabilirsiniz.

1. Simülasyonu Çalıştırın: Simulink&'te "Çalıştır"a tıklayın#39; s Araç Çubuğu simülasyonu başlatacaktır. 2. Yanıtı Gözlemleyin: Kapsam bloklarını kullanmak, PID ayarının doğru olup olmadığını sistem yanıtını görselleştirmemize olanak tanır; Bu adım başarıyla tamamlandıysa, çıkış PID kontrolörü tarafından yapılan referans sinyal çıkışına çok benzemelidir.

3. Performans Metriklerini Değerlendirin: Sisteminizin istenen performans kriterlerini karşılayıp karşılamadığını değerlendirmek için yükselme süresi, yerleşme süresi ve aşma süresi gibi temel performans metriklerini gözden geçirin.

5. Denetleyiciye İnce Ayar Yapma

İlk ayarlama olmadıysa' İstenen performans sağlandığında, en iyi sonuçları elde etmek için PID kazançlarında daha fazla ayarlama yapılması gerekebilir. Bunu adım adım gerçekleştirmek için, P, I ve D kazanımlarını yinelemeli olarak değiştirerek ve istenen sonuç elde edilene kadar simülasyonu çalıştırarak işlem yapın.

1. P, I ve D kazançlarını ayarlamak için PID denetleyici bloğundaki kıpırdama kazançları

Tekrarla: Sisteminiz istenen performans kriterlerini karşılayana kadar kazançları gerektiği gibi ayarlayın.

6. Oyun kumandanızı doğrulayın

Bir PID kontrolörünü ayarladıktan sonra, bozulmalar ve parametre değişimleri sırasında bile optimum çalışmayı sağlamak için farklı çalışma koşulları altındaki performansının onaylanması çok önemlidir. Oyun Kumandanızı Doğrulama

PID kontrolör parametrelerinizi doğru bir şekilde ayarladıktan sonra, etkinliğinin çeşitli ortamlarda uygun şekilde doğrulanması gerekir - bu adım, bozulmalar veya parametre değişiklikleri ortaya çıksa bile güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlar.

1. Değişen Koşullar Altında Doğrulayın: Hepsinde etkili kaldığından emin olmak için ayarlanmış PID kontrol cihazınızı farklı ayar noktaları ve bozulmalar gibi farklı çalışma koşulları altında doğrulayın. 2. Sağlamlığı Analiz Edin: Sistem parametrelerindeki değişiklikler veya içeride değişikliklere neden olan harici bozulmalar olsa bile performansının sabit kaldığını doğrulayın. MES 3.

PID Kazançlarını Ayarlayın: Sağlamlığı ve performansı artırmak için daha fazla değişiklik yapılması gerekirse, daha fazla PID kazancını buna göre ayarlayın.

7. Bir PID denetleyicisini ayarlama

Simulink'te modelin kurulmasını, PID Tuner kullanılarak PID kontrolörünün yapılandırılmasını ve ayarlanmasını içerir#39; Yanıt simülasyonunu simüle eden ve analiz eden otomatik ayarlama özelliği, kontrolör performansına gerektiği gibi ince ayar yapma ve performansını istenen sistem gereksinimlerine göre doğrulama. Doğru PID ayarı, optimum sistem performansının yanı sıra kararlılık ve sağlamlığa da yol açabilir - bu makaleyi takip ederek' Bu adımlarla, özel sistem ihtiyaçlarınız için Simulink içindeki bir PID kontrolörünü başarıyla ayarlayacak ve optimum sistem yanıtı için istenen yanıt gereksinimlerine ulaşacaksınız!