Описание работы блока

Если вход REG равен 0 или 10, блок реализует функцию обычного PDD-регулятора. В первом случае используются настройки, заданные входами блока KP, KD и KDD, а во втором – полученные на соответствующих выходах.

Для перехода в режим автонастройки (одноразовое определение оптимальных настроек регулятора) следует установить в 1 значение входа REG. Для перехода в режим непрерывной адаптации (постоянное определение оптимальных настроек регулятора) нужно на вход REG подать значение 6. В обоих случаях процесс управления объектом осуществляется параллельно с процессом настройки регулятора.

Работа алгоритма настройки основана на подаче на вход объекта пробного гармонического сигнала. Амплитуда колебаний выходного сигнала объекта по умолчанию удерживается в пределах от 0.3% до 1%. Верхний предел амплитуды колебаний может быть изменен подачей отрицательной величины на вход AMP. Абсолютное значение этой величины задает ограничение на амплитуду колебаний выхода объекта.

Критерием выбора настроек является минимизация среднеквадратичной ошибки регулирования. Получаемые настройки минимизируют колебания при переходных процессах.

Реализованный алгоритм является помехоустойчивым. Он работает даже в том случае, если дисперсия шума в несколько раз превышает амплитуду пробных колебаний выходного сигнала. При настройке алгоритм исключает появление неустойчивых режимов работы контура.

Быстродействие процесса самонастройки зависит от уровня шумов, неслучайных возмущений, действующих на объект управления.

Индикатором хода процесса настройки регулятора является величина выхода STS. Он может принимать следующие значения.

0  – настройка завершена (или не запускалась);

1  – настройка регулятора завершена успешно. Получены значения оптимальных настроек;

2…100 – поиск оптимальных настроек. Значение выхода уменьшается от 100 до 1 и показывает близость к завершению работы алгоритма;

101  – невозможно провести адаптацию. Слишком много воздействий на систему или уровень шумов сравним с амплитудой гармоники на выходном сигнале объекта. Следует уменьшить внешние воздействия или попробовать увеличить уровень максимально возможной амплитуды колебаний на выходе объекта;

102  – невозможно провести адаптацию. Не удается достигнуть необходимой амплитуды сигнала на выходе (от 0,3 до 1 максимальной). Следует увеличить амплитуду входа или уменьшить амплитуду выхода;

103  – невозможно провести адаптацию. Границы диапазона изменения управляющего сигнала не дают увеличить амплитуду сигнала на входе объекта. Следует либо изменить амплитуды, либо сместить уровень управляющего воздействия;

104  – невозможно провести адаптацию. Границы диапазона изменения регулируемого параметра не дают увеличить амплитуду сигнала на выходе объекта. Следует повысить ограничение на входную амплитуду или сместить входной сигнал с границ диапазона регулирования;

105  – невозможно провести адаптацию. Следует увеличить частоту пересчета программы.

В случае нормального завершения адаптации (значение 1 на выходе STS) на выходах KP, KD и KDD формируются новые значения настроек для регулятора. Для их использования надо присвоить новые значения соответствующим входам и задать входу REG значение 0. Для регулирования по полученным настройкам без присвоения их входам следует подать значение 10 на вход REG.

При задании жестких ограничений на амплитуду пробного сигнала алгоритм может сформировать сообщение о невозможности подобрать оптимальные настройки. Минимальное значение амплитуды следует устанавливать с учетом разрядности АЦП, коэффициента усиления и инерционности объекта.

В процессе адаптации значения настроек KDD и KD вычисляются по относительному времени – тактам вызова программы. Для использования настроек во внешних регуляторах необходимо привести их к реальной временной шкале. Значение периода вызова программы можно получить с помощью блока TSTEP.

Ограничения на применение

Данный алгоритм настройки PDD-регулятора не может быть применён к структурно неустойчивым объектам управления.

Оптимальные настройки вычисляются при соотношении времени запаздывания к постоянной времени объекта не более 0,5.

Период опроса параметра и вызова алгоритма настройки должна быть не менее 0.05 постоянной времени объекта.

Амплитуда колебаний регулируемого параметра (отклик на пробный сигнал) должна быть не ниже 8 единиц кода АЦП. Например, 0.5% для 12-разрядного АЦП составляет 20 единиц.

Идентификация  объекта (IDNT)

Этот блок по кривой отклика на прямоугольный импульс рассчитывает параметры модели инерционного звена первого порядка с запаздыванием.

Этот блок работает в отладчике программ инструментальной системы, а также под управлением Adaptive Control МРВ,  Adaptive Control Double Force МРВ и Adaptive Микро TRACE MODE в реальном времени.

Входы данного блока используются для следующих целей:

REG  – управление идентификацией:

1 – начать идентификацию;

0 – остановить идентификацию;

AMP  – задание амплитуды пробного импульса;

MAX  – задание условия снятия пробного импульса. Когда абсолютная величина разности текущего и начального значений выхода объекта превышает значение MAX, пробный импульс снимается;

INP  – на этот вход подается сигнал с выхода анализируемого объекта.

Выходы используются следующим образом:

Q  – с этого выхода пробный импульс подается на вход объекта;

Km – вычисленный коэффициент усиления модели объекта;

Tm – вычисленная постоянная времени модели объекта;

Нм – вычисленное время запаздывания модели объекта;

Kt – вычисленный коэффициент прореживания. Указывает модальному регулятору, насколько реже следует формировать управляющее воздействие по сравнению с циклом опроса;

STS – текущее состояние:

101 – недостаточно информации для идентификации;

102 – слишком большое несоответствие структуры модели и объекта управления;

103 – настройка не завершена. Сброс импульса произведен по длительности. Следует увеличить период канала и повторить процесс идентификации;

2-100 – идентификация;

1 – идентификация завершена успешно;

0 – нет задания на идентификацию.

Коэффициенты модели объекта Тm и Hm вычисляются в тактах пересчета. Для приведения их к реальной временной шкале надо использовать период вызова программы. Это значение можно получить с помощью блока TSTEP.