ВСІ ВІДПОВІДІ Dimka

74.Блоки адаптивного регулювання тм

Адаптивное регулирование (APID)

Данный блок позволяет организовать регулирование по PID-закону с автоматическим вычислением настроек регулятора.

В инструментальной системе работа блока адаптивного регулирования поддерживается только в отладчике программ. Для использования этого алгоритма в реальном времени требуется Adaptive Control МРВ, Adaptive Control Double Force МРВ или Adaptive Микро TRACE MODE с поддержкой данной функции.

Входы и выходы блока

Блок APID имеет семь функциональных входов и пять выходов. Входы имеют следующее назначение:

REG – вход управления, его значение определяет следующие режимы работы блока:

0 – регулирование с использованием настроек, поданных на входы KP, KI и KD;

1 – вычисление настроек регулятора;

2 – сброс всех результатов вычислений (значения настроек на выходах блока, критическая частота и амплитуда генератора);

3 – сброс критической частоты и амплитуды;

4 – установка режима нефорсированного управления, т.е. изменение задания не отрабатывается в пропорциональной и дифференциальной составляющих. В этом случае переходный процесс более затянут, но сокращается величина динамической погрешности. По умолчанию регулятор работает в этом режиме;

5 – установка режима форсированного управления, т.е. при смене задания произойдет скачок по управлению;

6 – непрерывное вычисление настроек регулятора с плавным переходом от старых значений к новым. В этом режиме определение текущих настроек и их введение в регулятор происходит автоматически. Значения настроек постоянно индицируются на выходах KP, KI, KD;

10 – регулирование с использованием вычисленных настроек, сформированных на выходах KP, KI и KD. Отрицательным значением (кратковременно) по входу REG может быть установлена добротность заграждающих фильтров в диапазоне 1-50 (по умолчанию 1). Чем выше уровень шума, тем большее значение добротности рекомендуется устанавливать. При этом увеличивается и время самонастройки регулятора;

ZDN – задание;

INP – регулируемый параметр;

KP – коэффициент при пропорциональной составляющей;

KD – коэффициент при дифференциальной составляющей;

KI – коэффициент при интегральной составляющей;

AMP – ограничения на амплитуды. Положительное значение – на амплитуду сигнала, добавляемого к выходу регулятора (по умолчанию 10, минимальная – 4); отрицательное – на колебания выхода объекта (по умолчанию 1, минимальная – 0.5). При старте МРВ значение этого входа должно быть положительным (т.е. вход должен задавать ограничение амплитуды на входе объекта).

На выходах данного блока формируются следующие величины:

Q – величина управляющего воздействия;

KP – коэффициент при пропорциональной составляющей;

KD – коэффициент при дифференциальной составляющей;

KI – коэффициент при интегральной составляющей;

STS – индикатор текущего состояния адаптации.

Величины, подаваемые на входы ZDN, INP и AMP, должны задаваться в процентах (в диапазоне от 0 до 100). Величина управляющего воздействия на выходе Q также формируется в диапазоне от 0 до 100.

Описание работы блока

Критерием вычисления настроек является минимизация среднеквадратичной ошибки регулирования. Для настройки регулятора на вход объекта подается пробный гармонический сигнал. При этом амплитуда колебаний регулируемого параметра удерживается в пределах от 0.3% до 1%. 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 он исключает появление неустойчивых режимов.

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

Если вход REG равен 0 или 10, блок реализует функцию PID-регулятора. В первом случае используются настройки на входах KP, KD и KI, а во втором – на выходах с теми же именами (значения, полученные при адаптации).

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 регулятор не отключается и процесс управления объектом осуществляется параллельно с процессом настройки регулятора.

Индикатором хода 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 KI формируются новые значения соответствующих настроек для регулятора. Для их использования надо присвоить входу REG значение

Блок адаптивного регулирования (APDD)

Данный блок позволяет организовать регулирование по PDD-закону с автоматическим вычислением настроек регулятора.

Входы и выходы блока

Блок APDD имеет 7 функциональных входов и 5 выходов. Его входы имеют следующее назначение:

REG – вход управления. Значение этого входа определяет следующие режимы работы блока:

0 – регулирование с использованием настроек, поданных на входы KP, KD и KDD;

1 – вычисление настроек регулятора;

3 – сброс критической частоты и амплитуды;

10 – регулирование с использованием вычисленных настроек, сформированных на выходах KP, KD и KDD;

ZDN – задание регулятору;

INP – регулируемый параметр;

KP – коэффициент при пропорциональной составляющей;

KD – коэффициент при первой производной PDD-закона;

KDD – коэффициент при второй производной PDD-закона;

AMP – ограничения на амплитуды. Положительное значение – на амплитуду сигнала, добавляемого к выходу регулятора (по умолчанию 10, минимальная – 4), а отрицательное – на колебания выхода объекта (по умолчанию 1, минимальная – 0.5). При старте МРВ значение этого входа должно быть положительным (т.е. вход должен задавать ограничение амплитуды на входе объекта).

На выходах данного блока формируются следующие величины:

Q – величина управляющего воздействия;

KP – коэффициент при пропорциональной составляющей;

KD – коэффициент при первой производной;

KDD – коэффициент при второй производной;

STS – индикатор текущего состояния адаптации.

75.Блок ідентифікації об’єкта в ТМ 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.

Пример

В данном примере блок IDNT определяет параметры объекта (объект моделируется с помощью блока OBJ), для которого заданы следующие характеристики: коэффициент усиления (K) – 30, постоянная времени (T) – 12 тактов пересчета, время запаздывания (N) – 3 такта, помехи отсутствуют (SNS=0).

Для запуска процесса идентификации нужно подать 1 на вход REG блока IDNT. На рисунке показан отклик объекта (кривая 2) на пробный импульс (кривая 1). Длительность такта пересчета – 1 с.

По окончании идентификации (STS=1) вычисленные характеристики объекта выводятся на соответствующие выходы блока IDNT: Km=28.1052; Tm=10.4221; Hm=3.88049; Kt=1.

76. Блоки настроювання коефіцієнтів ПІД-регуляторів в ТМ те шо і 7

Содержание