Налаштування ПІД-регулятора починається з отримання перехідної характеристики об'єкта управління.
У найпростішому випадку параметри об'єкта визначають по перехідній характеристиці. виведеної з розгінної характеристики при вхідному одиничному ступінчастому тестовому сигналі.
Налаштування ПІД-регулятора здійснимо в MatLab Simulink. Параметри об'єкта візьмемо з попередньої статті:
Для настройки ПІД-регулятора скористаємося наступними методами. Так званий інженерний метод передбачає наближений розрахунок регулятора з подальшим варіюванням параметрів для отримання «оптимального» процесу. Таблиця розрахунку інженерних коефіцієнт ПІД-регулятора наведена нижче:
Варто звернути увагу на те, що інженерних методів (як і методик) настройки ПІД-регуляторів існує величезна безліч. Дані три методи є найбільш типовими і найпоширенішими для ПІД-регулятора.
Найчастіше на практиці для реалізації систем управління в промисловості використовують ПІ-регулятори. ПІ-регулятор має свої переваги:
- Відмінні динамічні характеристики системи
- Перешкодозахищеність (за рахунок відсутності Д-частини)
- Простота ручного підстроювання (з урахуванням запасу стійкості)
В даному прикладі буде розглянута настройка ПІ-регулятора. Процедура та ж, що і для ПІД-регулятора. Інженерні налаштування наведені нижче:
Розрахуємо параметри регулятора для нашої системи:
Тепер можна зібрати систему в MatLab. Розглянемо структурну схему одноконтурной САР з ПІ-регулятором:
- Step - обурення
- Step 1 - завдання
- Transfer Fcn + Transport Delay - об'єкт управління
- Gain + Transfer Fcn 1 (охоплений прямим зв'язком) - ПІ-регулятор
В даному прикладі ПІ-регулятор реалізований за формулою:
Дана структура отримана шляхом комбінації типових з'єднань ланок - паралельного і послідовного.
Змоделюємо паралельно три процесу і порівняємо графіки в MatLab:
Перехідні процеси по каналу «завдання-вихід»:
З отриманих графіків можна зробити висновок: інженерні методи визначення параметрів ПІ-регулятора дають бажану якість тільки для певного співвідношення постійної часу об'єкта і його запізнювання.
Каналом «обурення-вихід»:
Якщо оцінювати якість перехідного процесу, то можна зробити висновок - «оптимальним» є процес з 20-процентним перерегулюванням, так як має найменший час регулювання при невеликому динамічному занедбаності.