Описание работы блока
По параметрам объекта, заданным на входах Km, Tm и Hm, вычисляются настройки модального регулятора с наблюдателем полного порядка. Наблюдатель осуществляет динамическую компенсацию запаздывания в объекте, что резко повышает качество управления. Чем меньше точность описания объекта и больше период квантования, тем менее качественно работает блок.
Регулятор переходит в ручной режим в случае равенства 0 входов Km, Tm и Hm одновременно. При этом на выход Q копируется значение задания регулятору (вход PV).
При значительном уровне шума схема модального регулятора обеспечивает фильтрацию шумовых составляющих в выходном сигнале при сохранении хорошей динамики отработки детерминированных возмущений.
Ограничения на применение
Регулятор используется только при известной математической модели объекта управления. Такая критичность вызвана тем, что выбор структуры регулятора полностью определяется имеющимся математическим описанием объекта.
Настройка PID-закона по параметрам объекта (CALC)
Этот блок рассчитывает коэффициенты PID-регулятора на основе параметров математической модели объекта первого порядка с запаздыванием.
Э
тот
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 блока имеют следующее назначение:
Km – коэффициент усиления модели объекта;
Tm – постоянная времени модели объекта;
Hm – время запаздывания модели объекта;
Reg – выбор типа регулятора:
0 – PI-регулятор;
1 – PID-регулятор.
На входные параметры налагаются следующие требования:
значения входов должны быть неотрицательны;
коэффициент передачи и постоянная времени объекта управления должны быть больше нуля;
отношение запаздывания к постоянной времени должно лежать в пределах от 0 до 2.
Выходы данного блока используются следующим образом:
Kp – коэффициент при пропорциональной составляющей;
Ki – коэффициент при интегральной составляющей;
Kd – коэффициент при дифференциальной составляющей;
STS – флаг ошибки входных параметров:
0 – входные данные удовлетворяют требованиям;
-1 – входные данные не удовлетворяют требованиям.
Постоянная времени и запаздывание объекта управления задаются в тактах пересчета. Пусть, например, постоянная времени объекта равна 5 с, а запаздывание – 2 с. Период пересчета примем равным 0.2 с. При этом значение входа Tm должно быть равным 5/0.2 = 25, а значение входа Hm – 2/0.2 = 10.
Настройка pid-закона по скачку сигнала задания (rjmp)
Этот блок вычисляет настройки ПИ/ПИД регулятора. Для этого он обрабатывает два массива данных: массив значений входа объекта и его выхода. Их накопление начинается при смене задания регулятора на величину, превышающую 6% (от этой величины зависит точность вычисления настроек регулятора). Накопление прекращается, когда объект перейдет в установившееся состояние. Это означает, что выход объекта заданное число раз (значение входа N) не отличается от задания на величину, заданную входом DLT.
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 блока имеют следующее назначение:
PV – задание. При его изменении более чем на 6% и FLG = 100 (установившееся состояние) начинается накопление массивов;
QOB – вход, контролирующий выход объекта управления;
IOB – на этот вход подается вход объекта управления (управляющее воздействие);
N – вход, задающий число тактов пересчета для определения установившегося состояния. По умолчанию (при равенстве входа 0) это число равно 60 (минимальное значение – 40);
DLT – вход, задающий максимальное отклонение выхода объекта от задания для определения установившегося состояния. По умолчанию (при равенстве входа 0) это значение равно 0.8 (максимальное значение – 5, минимальное – 0.1);
SEL – выбор типа закона: 1 - ПИД, 0 - ПИ;
Выходы данного блока используются следующим образом:
Kp – коэффициент при пропорциональной составляющей;
Ki – коэффициент при интегральной составляющей;
Kd – коэффициент при дифференциальной составляющей;
STS – флаг результата последней обработки массивов:
0 – обработка массивов остановлена пользователем, т.е. в процессе обработки (значения от 99 до 1 на выходе FLG) пользователь изменил задание;
100 – успешное завершение обработки массивов;
101 – большое запаздывание объекта, но можно попытаться еще раз, минимизировав действие внешних возмущений в момент накопления массивов и увеличив скачок задания;
102 – много данных. Следует повторить настройку, увеличив период опроса;
103 – мало данных. Следует повторить настройку, уменьшив период опроса;
104 – отношение запаздывания к постоянной времени объекта не входит в допустимый диапазон (от 0 до 2), но можно попытаться еще раз;
FLG – флаг установившегося состояния объекта:
0 – объект не в установившемся состоянии, требуется либо дождаться этого состояния или скорректировать значения входов N и DLT;
100 – объект находится в установившемся состоянии, скачок по заданию приведет к накоплению массивов и вычислению новых настроек регулятора;
99 … 0 – идет обработка накопленных массивов. Значение 100 на этом выходе в момент переходного процесса свидетельствует о накоплении массивов, и когда объект войдет в установившееся состояние, значение входа будет уменьшаться до нуля.
Значения входов PV, QOB и IOB следует задавать в процентах.
Для получения более точных настроек следует проделать серию опытов по смене задания.
При смене задания в процессе накопления массивов данные продолжают накапливаться. Однако в этом случае коэффициенты регулятора не вычисляются.
Оптимальная обработка блоков в программе будет следующей: контроль выхода объекта, вычисление управляющего воздействия, пересчет.
Блок может использоваться и при ручном управлении объектом. В данном случае надо привести объект в установившееся состояние. Далее следует на входе PV установить значение входа QOB. Когда на выходе FLG появится 100, следует изменить задание и вручную подогнать объект к этому значению. После этого начнется обработка массивов и вычисление настроек регулятора.