PIDE – PID regulátor se statikou

Symbol blokuPotřebná licence: ADVANCED
PIC

Popis funkce
Blok PIDE je základní blok pro vytvoření úplného modifikovaného regulátoru PI(D), který se liší od standardního PI(D) regulátoru (blok PIDU) tím, že má zadané konečné statické zesílení (ve skutečnosti se zadává velikost odchylky 𝜀, která způsobí saturaci výstupu). V nejjednodušším případě může pracovat zcela samostatně a plnit standardní funkci modifikovaného PID regulátoru s dvěma stupni volnosti v automatickém (MAN = off) nebo manuálním režimu (MAN = on).

V automatickém režimu v lineární oblasti realizuje zákon řízení daný vztahem

U(s) = ±K bW(s) Y (s) + 1 Tis + βE(s) + Tds Tds N + 1(cW(s) Y (s)) + Z(s),

kde

β = K𝜀 1 K𝜀

a U(s) je obraz akční veličiny mv, W(s) je obraz požadované hodnoty sp, Y (s) je obraz regulované veličiny pv, E(s) je Laplaceova transformace regulační odchylky, Z(s) je obraz dopředné vazby dv a K,Ti,Td,N,𝜀(= bp100),b,c jsou parametry regulátoru. Znaménko pravé strany závisí na parametru RACT. Rozsah řídicí veličiny mv je omezen saturačními mezemi lolim a hilim. Propojením výstupu mv se vstupem tv a vhodnou volbou parametru tt dosáhneme žádaného chování regulátoru při dosažení saturačních hodnot mv. Odstraníme tak nežádoucí unášení integrační složky (wind up effect) a současně s tím zajistíme bezrázové přepínání (bumpless transfer) automatického a manuálního režimu.

V manuálním režimu je vstup hv (po případném omezení) kopírován na výstup mv. Signál připojený na vstup tv zajišťuje v tomto režimu příslušné vysledování vnitřního stavu regulátoru pro následné bezrázové přepnutí do automatického režimu (pro 𝜀 > 0 však vysledování není zcela přesné).

Vstupy

dv

Proměnná dopředné vazby

double

sp

Požadovaná hodnota (setpoint)

double

pv

Řízená veličina

double

tv

Veličina pro vysledování

double

hv

Hodnota výstupu v manuálním režimu

double

MAN

Manuální nebo automatický režim

bool

off ..

automatický režim

on ...

manuální režim

Výstupy

mv

Akční zásah regulátoru (manipulated variable)

double

de

Regulační odchylka

double

SAT

Saturace

bool

off ..

lineární zákon řízení

on ...

výstup regulátoru je saturován

Parametry

irtype

Typ regulátoru  6

long

1 ....

D

2 ....

I

3 ....

ID

4 ....

P

5 ....

PD

6 ....

PI

7 ....

PID

RACT

Převrácené působení výstupu regulátoru

bool

off ..

vyšší mv vyšší pv

on ...

vyšší mv nižší pv

k

Zesílení regulátoru K  1.0

double

ti

Integrační časová konstanta Ti  4.0

double

td

Derivační časová konstanta Td  1.0

double

nd

Parametr N filtru derivační složky  10.0

double

b

Váhový faktor pro proporcionální složku  1.0

double

c

Váhový faktor pro derivační složku

double

tt

Časová konstanta vysledování. Pro regulátory bez integrační složky nemá žádný význam.  1.0

double

bp

Hodnota regulační odchylky, která způsobí, že výstup regulárotu mv v ustáleném stavu je roven hodnotě 100

double

hilim

Horní mez akčního zásahu regulátoru  1.0

double

lolim

Dolní mez akčního zásahu regulátoru  -1.0

double