LabVIEW PID and Fuzzy Logic Toolkit API Reference

PID - Online-Selbstoptimierung (VI)

  • Aktualisiert2023-02-21
  • 17 Minute(n) Lesezeit

PID - Online-Selbstoptimierung (VI)

Übergeordnete Palette: PID-VIs

Erfordert: Full Development System

Bestimmt die Parameter eines PID-Reglers nach auf dem Selbstoptimierungsverfahren, das durch Auswahl einer Instanz dieses VIs festgelegt wird. Dieses VI kann zusammen mit anderen PID-VIs wie PID oder PID - Fortgeschritten zum Erzeugen und Optimieren eines PID-Reglers genutzt werden. Die polymorphe Instanz muss manuell ausgewählt werden.

Beispiel

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PID - Online-Selbstoptimierung (Sprungtest in offener Regelstrecke)

Hinweis Hinweis  Mit dieser VI-Instanz können Sie Sprungtests in der offenen Regelstrecke durchführen. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass sich jeder Prozess als Verzögerungsglied erster Ordnung und reines Totzeitsystem modellieren lässt.

Selbstoptimierungsparameter gibt verschiedene Parameter für die Selbstoptimierung an.
Reglertyp gibt an, welche Parameter von der Selbstoptimierung ausgegeben werden sollen.

0P—Gibt an, dass nur die Proportionalparameter auszugeben sind.
1PI—Gibt an, dass die Proportionalparameter und die Integralparameter auszugeben sind.
2PID—Gibt an, dass die Proportionalparameter, die Integralparameter und die Differenzialparameter auszugeben sind.
Relaiszyklen gibt die Anzahl der Sollwertrelais-Zyklen an, mit denen die endgültigen Werte für Verstärkung und Periode bestimmt werden. Je mehr Zyklen durchlaufen werden, desto genauer ist die Parameterschätzung. Langsamere Systeme benötigen jedoch möglicherweise mehr Zeit, um eine große Anzahl von Zyklen zu absolvieren.
Relaisamplitude gibt die Amplitude des Sollwertrelais-Schaltvorgangs an. Das Sollwertrelais bewegt sich zwischen SollwertRelaisamplitude und Sollwert + Relaisamplitude.
Regelungseinstellung gibt das gewünschte Ansprechverhalten der PID-Parameter an, das während der Selbstoptimierung festgelegt werden soll.

0Normal—Gibt an, dass das Ansprechverhalten normal ist.
1Schnell—Gibt an, dass das Ansprechverhalten schnell ist. Je schneller die Reaktion ist, desto geringer fällt in der Regel die Anstiegsdauer aus.
2Langsam—(Standard) Gibt an, dass das Ansprechverhalten langsam ist. Je langsamer die Reaktion ist, desto geringer ist in der Regel das Überschwingen.
PV-Rauschpegel gibt den geschätzten Rauschpegel der Prozessvariablen an. Dieser Wert wird als Hysterese für die Sollwertrelais-Betätigungen verwendet.
Stellgröße gibt eine Menge oder einen Zustand an, der in Abhängigkeit von der Regelabweichung variiert und dadurch den Wert der direkt geregelten Größe ändert. Die Stellgröße entspricht der Reglerausgabe.
Sollwert gibt den Sollwert der Prozessvariablen an.
Prozessvariable gibt den gemessenen Wert der geregelten Prozessvariable an. Dieser Wert entspricht dem Rückkopplungswert einer rückgekoppelten Regelschleife.
PID-Verstärkungswerte (Eingang) gibt die proportionale Verstärkung, die Nachstellzeit und die Vorhaltzeit des Reglers an.
Proportionalanteil (Kc) gibt den Proportionalanteil des Reglers an. Der Standardwert lautet 1. In der Definitionsgleichung für den PID-Regler steht KP für den Proportionalanteil.
Nachstellzeit (Ti, min) gibt die Nachstellzeit in Minuten an. Die Standardeinstellung lautet 0,01.
Vorhaltzeit (Td, min) gibt die Vorhaltzeit in Minuten an. Der Standardwert lautet 0.
dt (s) gibt das Intervall in Sekunden an, in dem das VI aufgerufen wird. Wenn dt (s) kleiner oder gleich 0 ist, arbeitet das VI mit einem internen Timer mit einer Auflösung von 1 ms. Der Standardwert lautet –1. Verwenden Sie in diesem VI denselben Wert für dt (s) wie in den VIs PID und PID - Fortgeschritten.
Neu initialisieren? gibt an, ob die internen Parameter (wie der Integrationsfehler des Reglers) neu initialisiert werden sollen. Setzen Sie Neu initialisieren? auf TRUE, wenn Ihre Anwendung in der Lage sein muss, die Regelschleife zu stoppen und neu zu starten, ohne selbst ihre Ausführung beenden zu müssen. Die Standardeinstellung lautet FALSE.
Selbstoptimierung? gibt an, dass mit der Selbstoptimierung begonnen werden soll. Dieser Eingang ist mit einem booleschen Element zu verbinden, dessen Standardeinstellung FALSE ist und dessen Schaltverhalten auf "Latch" eingestellt ist. Die Standardeinstellung lautet FALSE.
Sollwert (Ausgang) gibt den neuen Sollwert aus.
Prozessvariable (Ausgang) gibt den Wert der Prozessvariablen aus. Wenn Selbstoptimierung? TRUE ist, gibt dieser Anschluss 0 aus.
Optimierung beendet? gibt nach Abschluss der Selbstoptimierung TRUE aus. Anhand dieses Ausgangswerts lässt sich der Aktualisierungszeitpunkt der PID-Verstärkungswerte (Eingang) bestimmen.
PID-Verstärkungswerte (Ausgang) gibt die aktualisierten PID-Verstärkungsparameter nach der automatischen Feinabstimmung aus. Normale Ausgangswerte sind mit den Werten in PID-Verstärkungswerte (Eingang) identisch.
Proportionalanteil (Kc) gibt den Proportionalanteil des Reglers aus.
Nachstellzeit (Ti, min) gibt die Nachstellzeit in Minuten aus.
Vorhaltzeit (Td, min) gibt die Vorhaltzeit in Minuten aus.
Optimierte PID-Verstärkungswerte gibt die proportionale Verstärkung, die Nachstellzeit und die Vorhaltzeit des Reglers aus.
Proportionalanteil (Kc) gibt den Proportionalanteil des Reglers aus.
Nachstellzeit (Ti, min) gibt die Nachstellzeit in Minuten aus.
Vorhaltzeit (Td, min) gibt die Vorhaltzeit in Minuten aus.

PID - Online-Selbstoptimierung (Sprungtest in Regelkreis)

Hinweis Hinweis  Mit dieser Instanz wird eine Optimierung mittels geschlossenem Regelkreis durchgeführt.

Selbstoptimierungsparameter gibt verschiedene Parameter für die Selbstoptimierung an.
Reglertyp gibt an, welche Parameter von der Selbstoptimierung ausgegeben werden sollen.

0P—Gibt an, dass nur die Proportionalparameter auszugeben sind.
1PI—Gibt an, dass die Proportionalparameter und die Integralparameter auszugeben sind.
2PID—Gibt an, dass die Proportionalparameter, die Integralparameter und die Differenzialparameter auszugeben sind.
Relaiszyklen gibt die Anzahl der Sollwertrelais-Zyklen an, mit denen die endgültigen Werte für Verstärkung und Periode bestimmt werden. Je mehr Zyklen durchlaufen werden, desto genauer ist die Parameterschätzung. Langsamere Systeme benötigen jedoch möglicherweise mehr Zeit, um eine große Anzahl von Zyklen zu absolvieren.
Relaisamplitude gibt die Amplitude des Sollwertrelais-Schaltvorgangs an. Das Sollwertrelais bewegt sich zwischen SollwertRelaisamplitude und Sollwert + Relaisamplitude.
Regelungseinstellung gibt das gewünschte Ansprechverhalten der PID-Parameter an, das während der Selbstoptimierung festgelegt werden soll.

0Normal—Gibt an, dass das Ansprechverhalten normal ist.
1Schnell—Gibt an, dass das Ansprechverhalten schnell ist. Je schneller die Reaktion ist, desto geringer fällt in der Regel die Anstiegsdauer aus.
2Langsam—(Standard) Gibt an, dass das Ansprechverhalten langsam ist. Je langsamer die Reaktion ist, desto geringer ist in der Regel das Überschwingen.
PV-Rauschpegel gibt den geschätzten Rauschpegel der Prozessvariablen an. Dieser Wert wird als Hysterese für die Sollwertrelais-Betätigungen verwendet.
Stellgröße gibt eine Menge oder einen Zustand an, der in Abhängigkeit von der Regelabweichung variiert und dadurch den Wert der direkt geregelten Größe ändert. Die Stellgröße entspricht der Reglerausgabe.
Sollwert gibt den Sollwert der Prozessvariablen an.
Prozessvariable gibt den gemessenen Wert der geregelten Prozessvariable an. Dieser Wert entspricht dem Rückkopplungswert einer rückgekoppelten Regelschleife.
PID-Verstärkungswerte (Eingang) gibt die proportionale Verstärkung, die Nachstellzeit und die Vorhaltzeit des Reglers an.
Proportionalanteil (Kc) gibt den Proportionalanteil des Reglers an. Der Standardwert lautet 1. In der Definitionsgleichung für den PID-Regler steht KP für den Proportionalanteil.
Nachstellzeit (Ti, min) gibt die Nachstellzeit in Minuten an. Die Standardeinstellung lautet 0,01.
Vorhaltzeit (Td, min) gibt die Vorhaltzeit in Minuten an. Der Standardwert lautet 0.
dt (s) gibt das Intervall in Sekunden an, in dem das VI aufgerufen wird. Wenn dt (s) kleiner oder gleich 0 ist, arbeitet das VI mit einem internen Timer mit einer Auflösung von 1 ms. Der Standardwert lautet –1. Verwenden Sie in diesem VI denselben Wert für dt (s) wie in den VIs PID und PID - Fortgeschritten.
Neu initialisieren? gibt an, ob die internen Parameter (wie der Integrationsfehler des Reglers) neu initialisiert werden sollen. Setzen Sie Neu initialisieren? auf TRUE, wenn Ihre Anwendung in der Lage sein muss, die Regelschleife zu stoppen und neu zu starten, ohne selbst ihre Ausführung beenden zu müssen. Die Standardeinstellung lautet FALSE.
Selbstoptimierung? gibt an, dass mit der Selbstoptimierung begonnen werden soll. Dieser Eingang ist mit einem booleschen Element zu verbinden, dessen Standardeinstellung FALSE ist und dessen Schaltverhalten auf "Latch" eingestellt ist. Die Standardeinstellung lautet FALSE.
Sollwert (Ausgang) gibt den neuen Sollwert aus.
Prozessvariable (Ausgang) gibt den Wert der Prozessvariablen aus. Wenn Selbstoptimierung? TRUE ist, gibt dieser Anschluss 0 aus.
Optimierung beendet? gibt nach Abschluss der Selbstoptimierung TRUE aus. Anhand dieses Ausgangswerts lässt sich der Aktualisierungszeitpunkt der PID-Verstärkungswerte (Eingang) bestimmen.
PID-Verstärkungswerte (Ausgang) gibt die aktualisierten PID-Verstärkungsparameter nach der automatischen Feinabstimmung aus. Normale Ausgangswerte sind mit den Werten in PID-Verstärkungswerte (Eingang) identisch.
Proportionalanteil (Kc) gibt den Proportionalanteil des Reglers aus.
Nachstellzeit (Ti, min) gibt die Nachstellzeit in Minuten aus.
Vorhaltzeit (Td, min) gibt die Vorhaltzeit in Minuten aus.
Optimierte PID-Verstärkungswerte gibt die proportionale Verstärkung, die Nachstellzeit und die Vorhaltzeit des Reglers aus.
Proportionalanteil (Kc) gibt den Proportionalanteil des Reglers aus.
Nachstellzeit (Ti, min) gibt die Nachstellzeit in Minuten aus.
Vorhaltzeit (Td, min) gibt die Vorhaltzeit in Minuten aus.

PID - Online-Selbstoptimierung (Relais-Feedback)

Hinweis Hinweis  Mit dieser Instanz wird eine Optimierung mit Hilfe der Relais-Feedback-Methode durchgeführt. Dabei wird ein Ein/Aus-Relais in einen Regelkreis eingefügt, um eine stabile Oszillation zu erzielen und die entsprechenden Werte für die Verstärkung und Frequenz zu ermitteln. Bei diesem Verfahren wird außerdem zum Reduzieren des Rauschens eine Hysterese verwendet.

Selbstoptimierungsparameter gibt verschiedene Parameter für die Selbstoptimierung an.
Reglertyp gibt an, welche Parameter von der Selbstoptimierung ausgegeben werden sollen.

0P—Gibt an, dass nur die Proportionalparameter auszugeben sind.
1PI—Gibt an, dass die Proportionalparameter und die Integralparameter auszugeben sind.
2PID—Gibt an, dass die Proportionalparameter, die Integralparameter und die Differenzialparameter auszugeben sind.
Relaiszyklen gibt die Anzahl der Sollwertrelais-Zyklen an, mit denen die endgültigen Werte für Verstärkung und Periode bestimmt werden. Je mehr Zyklen durchlaufen werden, desto genauer ist die Parameterschätzung. Langsamere Systeme benötigen jedoch möglicherweise mehr Zeit, um eine große Anzahl von Zyklen zu absolvieren.
Relaisamplitude gibt die Amplitude des Sollwertrelais-Schaltvorgangs an. Das Sollwertrelais bewegt sich zwischen SollwertRelaisamplitude und Sollwert + Relaisamplitude.
Regelungseinstellung gibt das gewünschte Ansprechverhalten der PID-Parameter an, das während der Selbstoptimierung festgelegt werden soll.

0Normal—Gibt an, dass das Ansprechverhalten normal ist.
1Schnell—Gibt an, dass das Ansprechverhalten schnell ist. Je schneller die Reaktion ist, desto geringer fällt in der Regel die Anstiegsdauer aus.
2Langsam—(Standard) Gibt an, dass das Ansprechverhalten langsam ist. Je langsamer die Reaktion ist, desto geringer ist in der Regel das Überschwingen.
PV-Rauschpegel gibt den geschätzten Rauschpegel der Prozessvariablen an. Dieser Wert wird als Hysterese für die Sollwertrelais-Betätigungen verwendet.
Stellgröße gibt eine Menge oder einen Zustand an, der in Abhängigkeit von der Regelabweichung variiert und dadurch den Wert der direkt geregelten Größe ändert. Die Stellgröße entspricht der Reglerausgabe.
Sollwert gibt den Sollwert der Prozessvariablen an.
Prozessvariable gibt den gemessenen Wert der geregelten Prozessvariable an. Dieser Wert entspricht dem Rückkopplungswert einer rückgekoppelten Regelschleife.
PID-Verstärkungswerte (Eingang) gibt die proportionale Verstärkung, die Nachstellzeit und die Vorhaltzeit des Reglers an.
Proportionalanteil (Kc) gibt den Proportionalanteil des Reglers an. Der Standardwert lautet 1. In der Definitionsgleichung für den PID-Regler steht KP für den Proportionalanteil.
Nachstellzeit (Ti, min) gibt die Nachstellzeit in Minuten an. Die Standardeinstellung lautet 0,01.
Vorhaltzeit (Td, min) gibt die Vorhaltzeit in Minuten an. Der Standardwert lautet 0.
dt (s) gibt das Intervall in Sekunden an, in dem das VI aufgerufen wird. Wenn dt (s) kleiner oder gleich 0 ist, arbeitet das VI mit einem internen Timer mit einer Auflösung von 1 ms. Der Standardwert lautet –1. Verwenden Sie in diesem VI denselben Wert für dt (s) wie in den VIs PID und PID - Fortgeschritten.
Neu initialisieren? gibt an, ob die internen Parameter (wie der Integrationsfehler des Reglers) neu initialisiert werden sollen. Setzen Sie Neu initialisieren? auf TRUE, wenn Ihre Anwendung in der Lage sein muss, die Regelschleife zu stoppen und neu zu starten, ohne selbst ihre Ausführung beenden zu müssen. Die Standardeinstellung lautet FALSE.
Selbstoptimierung? gibt an, dass mit der Selbstoptimierung begonnen werden soll. Dieser Eingang ist mit einem booleschen Element zu verbinden, dessen Standardeinstellung FALSE ist und dessen Schaltverhalten auf "Latch" eingestellt ist. Die Standardeinstellung lautet FALSE.
Sollwert (Ausgang) gibt den neuen Sollwert aus.
Prozessvariable (Ausgang) gibt den Wert der Prozessvariablen aus. Wenn Selbstoptimierung? TRUE ist, gibt dieser Anschluss 0 aus.
Optimierung beendet? gibt nach Abschluss der Selbstoptimierung TRUE aus. Anhand dieses Ausgangswerts lässt sich der Aktualisierungszeitpunkt der PID-Verstärkungswerte (Eingang) bestimmen.
PID-Verstärkungswerte (Ausgang) gibt die aktualisierten PID-Verstärkungsparameter nach der automatischen Feinabstimmung aus. Normale Ausgangswerte sind mit den Werten in PID-Verstärkungswerte (Eingang) identisch.
Proportionalanteil (Kc) gibt den Proportionalanteil des Reglers aus.
Nachstellzeit (Ti, min) gibt die Nachstellzeit in Minuten aus.
Vorhaltzeit (Td, min) gibt die Vorhaltzeit in Minuten aus.
Optimierte PID-Verstärkungswerte gibt die proportionale Verstärkung, die Nachstellzeit und die Vorhaltzeit des Reglers aus.
Proportionalanteil (Kc) gibt den Proportionalanteil des Reglers aus.
Nachstellzeit (Ti, min) gibt die Nachstellzeit in Minuten aus.
Vorhaltzeit (Td, min) gibt die Vorhaltzeit in Minuten aus.

PID - Online-Selbstoptimierung (PID-Relais)

Hinweis Hinweis  Mit dieser Instanz wird eine PID-Relais-Optimierung durchgeführt. Dabei werden ein Relais und ein zusätzliches Rückkopplungssignal mit dem Sollwert verbunden und der PID-Regler befindet sich mit dem Relais in einer Schleife.

Selbstoptimierungsparameter gibt verschiedene Parameter für die Selbstoptimierung an.
Reglertyp gibt an, welche Parameter von der Selbstoptimierung ausgegeben werden sollen.

0P—Gibt an, dass nur die Proportionalparameter auszugeben sind.
1PI—Gibt an, dass die Proportionalparameter und die Integralparameter auszugeben sind.
2PID—Gibt an, dass die Proportionalparameter, die Integralparameter und die Differenzialparameter auszugeben sind.
Relaiszyklen gibt die Anzahl der Sollwertrelais-Zyklen an, mit denen die endgültigen Werte für Verstärkung und Periode bestimmt werden. Je mehr Zyklen durchlaufen werden, desto genauer ist die Parameterschätzung. Langsamere Systeme benötigen jedoch möglicherweise mehr Zeit, um eine große Anzahl von Zyklen zu absolvieren.
Relaisamplitude gibt die Amplitude des Sollwertrelais-Schaltvorgangs an. Das Sollwertrelais bewegt sich zwischen SollwertRelaisamplitude und Sollwert + Relaisamplitude.
Regelungseinstellung gibt das gewünschte Ansprechverhalten der PID-Parameter an, das während der Selbstoptimierung festgelegt werden soll.

0Normal—Gibt an, dass das Ansprechverhalten normal ist.
1Schnell—Gibt an, dass das Ansprechverhalten schnell ist. Je schneller die Reaktion ist, desto geringer fällt in der Regel die Anstiegsdauer aus.
2Langsam—(Standard) Gibt an, dass das Ansprechverhalten langsam ist. Je langsamer die Reaktion ist, desto geringer ist in der Regel das Überschwingen.
PV-Rauschpegel gibt den geschätzten Rauschpegel der Prozessvariablen an. Dieser Wert wird als Hysterese für die Sollwertrelais-Betätigungen verwendet.
Stellgröße gibt eine Menge oder einen Zustand an, der in Abhängigkeit von der Regelabweichung variiert und dadurch den Wert der direkt geregelten Größe ändert. Die Stellgröße entspricht der Reglerausgabe.
Sollwert gibt den Sollwert der Prozessvariablen an.
Prozessvariable gibt den gemessenen Wert der geregelten Prozessvariable an. Dieser Wert entspricht dem Rückkopplungswert einer rückgekoppelten Regelschleife.
PID-Verstärkungswerte (Eingang) gibt die proportionale Verstärkung, die Nachstellzeit und die Vorhaltzeit des Reglers an.
Proportionalanteil (Kc) gibt den Proportionalanteil des Reglers an. Der Standardwert lautet 1. In der Definitionsgleichung für den PID-Regler steht KP für den Proportionalanteil.
Nachstellzeit (Ti, min) gibt die Nachstellzeit in Minuten an. Die Standardeinstellung lautet 0,01.
Vorhaltzeit (Td, min) gibt die Vorhaltzeit in Minuten an. Der Standardwert lautet 0.
dt (s) gibt das Intervall in Sekunden an, in dem das VI aufgerufen wird. Wenn dt (s) kleiner oder gleich 0 ist, arbeitet das VI mit einem internen Timer mit einer Auflösung von 1 ms. Der Standardwert lautet –1. Verwenden Sie in diesem VI denselben Wert für dt (s) wie in den VIs PID und PID - Fortgeschritten.
Neu initialisieren? gibt an, ob die internen Parameter (wie der Integrationsfehler des Reglers) neu initialisiert werden sollen. Setzen Sie Neu initialisieren? auf TRUE, wenn Ihre Anwendung in der Lage sein muss, die Regelschleife zu stoppen und neu zu starten, ohne selbst ihre Ausführung beenden zu müssen. Die Standardeinstellung lautet FALSE.
Selbstoptimierung? gibt an, dass mit der Selbstoptimierung begonnen werden soll. Dieser Eingang ist mit einem booleschen Element zu verbinden, dessen Standardeinstellung FALSE ist und dessen Schaltverhalten auf "Latch" eingestellt ist. Die Standardeinstellung lautet FALSE.
Sollwert (Ausgang) gibt den neuen Sollwert aus.
Prozessvariable (Ausgang) gibt den Wert der Prozessvariablen aus. Wenn Selbstoptimierung? TRUE ist, gibt dieser Anschluss 0 aus.
Optimierung beendet? gibt nach Abschluss der Selbstoptimierung TRUE aus. Anhand dieses Ausgangswerts lässt sich der Aktualisierungszeitpunkt der PID-Verstärkungswerte (Eingang) bestimmen.
PID-Verstärkungswerte (Ausgang) gibt die aktualisierten PID-Verstärkungsparameter nach der automatischen Feinabstimmung aus. Normale Ausgangswerte sind mit den Werten in PID-Verstärkungswerte (Eingang) identisch.
Proportionalanteil (Kc) gibt den Proportionalanteil des Reglers aus.
Nachstellzeit (Ti, min) gibt die Nachstellzeit in Minuten aus.
Vorhaltzeit (Td, min) gibt die Vorhaltzeit in Minuten aus.
Optimierte PID-Verstärkungswerte gibt die proportionale Verstärkung, die Nachstellzeit und die Vorhaltzeit des Reglers aus.
Proportionalanteil (Kc) gibt den Proportionalanteil des Reglers aus.
Nachstellzeit (Ti, min) gibt die Nachstellzeit in Minuten aus.
Vorhaltzeit (Td, min) gibt die Vorhaltzeit in Minuten aus.

Beispiel

Siehe VI "Autotuning PID Online and Inline" unter labview\examples\control\PID als Anwendungsbeispiel für "PID - Online-Selbstoptimierung" (VI).

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