Налаштування коефіцієнтів під-регулятора, microtechnics, мобільна версія
Налаштування коефіцієнтів ПІД-регулятора.
Найбільш часто використовується методом налаштування коефіцієнтів є метод Циглера-Нікольса. Полягає він в наступному ...
Метод Циглера-Нікольса.
- Для початку Обнуляємо все коефіцієнти регулятора (пропорційний, інтегральний і диференційний)
- Поступово починаємо збільшувати пропорційний коефіцієнт і стежимо за реакцією системи. При певному значенні виникнуть незгасаючі коливання регульованої величини.
- Фіксуємо коефіцієнт, при якому це сталося. Крім того, заміряємо період коливань системи.
Власне, на цьому практична частина методу закінчується) З отриманого коефіцієнта розраховуємо пропорційний коефіцієнт ПІД-регулятора:
А з нього отримуємо і інші:
Метод досить простий, але застосувати його можна далеко не завжди. Якщо чесно, мені ще жодного разу не доводилося налаштовувати регулятор таким чином 😉 Але тим не менш, цей метод є основним і, за великим рахунком, єдиним широко відомим. Просто підходить не всім і не завжди.
Що ж робити, якщо метод Циглера-Нікольса не спрацював? Тут прийде на допомогу «аналітичний» метод настройки =)
Знову ж Обнуляємо все коефіцієнти і починаємо збільшувати пропорційний. Але тепер не чекаємо появи коливань, а просто фіксуємо поведінку системи для кожного значення коефіцієнта (відмінним варіантом буде побудова графіка величини, яку необхідно стабілізувати, для кожного значення коефіцієнта). Якщо бачимо, що, наприклад, система дуже повільно виходить на потрібне значення, збільшуємо пропорційний коефіцієнт. Система починає сильно коливатися щодо потрібної величини? Значить, коефіцієнт занадто великий, зменшуємо і переходимо до налаштування інших складових.
Розуміючи, як працює ПІД-регулятор в цілому, і уявляючи, як повинна працювати настроюється система, можна досить-таки швидко і точно налаштувати коефіцієнти регулятора. Особливо, якщо є можливість побудувати графічні залежності і візуально стежити за поведінкою системи.
Ось деякі правила, які можуть допомогти при налаштуванні:
- Збільшення пропорційного коефіцієнта призводить до збільшення швидкодії, але зниження стійкості системи
- Збільшення диференціальної складової також призводить до значного збільшення швидкодії
- Диференціальна складова покликана усунути затухаючі коливання, що виникають при використанні тільки пропорційною складовою
- Інтегральна складова повинна усувати залишкове неузгодженість системи при налаштованих пропорційної і диференціальної складових
До речі, варто додати, що не завжди є потреба використовувати всі три складові ПІД-регулятора, часом вистачає пропорційної і диференціальної, наприклад (ПД-регулятор). Загалом, все зводиться до того, що для кожної системи необхідний свій власний підхід при налаштуванні і використанні ПІД-регулятора.
На цьому на сьогодні все, можливо, як-небудь розглянемо практичну реалізацію ПІД-регулятора 😉