LabVIEW PID and Fuzzy Logic Toolkit API Reference

PID上級オートチューニング VI

  • 更新日2023-02-21
  • 9分で読める

PID上級オートチューニング VI

1つ上のパレット: PID VI

インストールパッケージ: 開発システム

PIDアルゴリズムを高度なオプション機能と一緒に使用してPIDコントローラを実装し、コントローラにオートチューニングを適用します。このVIは、RTアプリケーションで使用することができます。
メモ  このVIには、「PID上級」VIと「PIDオンラインオートチューニング」VIの両方の機能が組み込まれています。

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アルファには、微分フィルタ時間定数を指定します。この値を増加させると、微分動作の減衰が増加します。 アルファは0~1の値、または微分フィルタを適用しないことを示すNaNが可能です。
ガンマには、微分動作に適用される誤差を加重する量を指定します。デフォルト値は0で、微分キック(設定値の変更後に起こる可能性のあるコントローラ出力の急激な変化)を回避します。

微分キックの心配がない特定のカスケード制御操作では、ガンマを増加させることで、最初のPIDコントローラの速度が上がる場合があります。
手動制御には、自動?がFALSEのときの制御出力の値を指定します。
自動?には、PIDコントローラが自動制御と手動制御のどちらを使用するかを指定します。このVIは、「PID上級」VIの自動?入力に伝達するブール値を決定するときに、オートチューニング?入力と、オートチューニングパラメータ入力に指定する技法を考慮します。デフォルト値はFALSEです。
出力範囲には、制御出力を強制する範囲を指定します。デフォルト範囲は–100から100で、フルスケールのパーセントで指定した値に対応します。 この範囲は、制御システムに合わせて変更できます。たとえば、パーセントからパーセントではなく、工学単位から工学単位に関連付けることができます。このVIは、指定された最小値または最大値でコントローラ出力が飽和したときに、積分器アンチワインドアップを実装します。
出力上限には、コントローラ出力の最大値を指定します。デフォルトは100です。
出力下限には、コントローラ出力の最小値を指定します。デフォルトは-100です。
設定値は、制御されているプロセス変数の設定値または目標値を指定します。
プロセス変数には、制御されているプロセス変数の測定値を指定します。この値は、フィードバック制御ループのフィードバック値と同じです。
PIDゲインは、コントローラの比例ゲイン、積分時間、および微分時間パラメータを指定します。
比例ゲイン(Kc)にはコントローラの比例ゲインを指定します。デフォルトは1です。 PIDコントローラを定義する式で、 KCは比例ゲインを表します。
積分時間(Ti, min)には、積分時間(分)を指定します。デフォルトは0.01です。
積分時間(Td, min)には、微分時間(分)を指定します。デフォルトは0です。
オートチューニング?には、オートチューニングを開始することを指定します。この入力には、ラッチ機械的動作をする、デフォルト値がFALSEのブール制御器を配線してください。デフォルト値はFALSEです。
dt (s)には、「PIDオンラインオートチューニング」VIと「PID上級」VIが呼び出されるループサイクル時間または間隔を秒数で指定します。dt (s)がゼロ以下の場合、このVIは、分解能1 msの内蔵タイマーを使用して、前回の呼び出し以降の時間を計算します。dt (s)が1 ms未満である必要がある場合は、値を明示的に指定してください。デフォルトは-1です。
再初期化?には、統合されたエラーなど、コントローラの内部パラメータを再初期化するかどうかを指定します。アプリケーション全体を再起動せずに、制御ループを停止して再開することが必要な場合は、再初期化?をTRUEに設定します。デフォルト値はFALSEです。
ベータには、妨害拒否のセットポイントトラッキングへの相対強調を指定します。ほとんどのアプリケーションでデフォルト値の1が適切です。プロセスロード変更のような、妨害拒否への強調を指定するには、0から1の間の小さい値を使用することができます。 「PID上級」VIは、この値を2つの自由度アルゴリズムで使用します。オートチューニング?がTRUEの場合、このVIはベータを1に設定します。
オートチューニングパラメータは、オートチューニングプロセスで使用されるさまざまなパラメータを指定します。これらの値は、オートチューニングウィザードで手動で選択できます。
技法には、使用するオートチューニング技法を指定します。

0ステップ開ループ―開ループ(ステップテスト)チューニングを使用することを指定します。これは、すべてのプロセスを1次ラグと純粋なデッドタイムシステムとしてモデリング可能と仮定します。
1ステップ閉ループ―閉ループ(限界ゲイン)チューニングを使用することを指定します。これは、非常に正確ですが、プロセスが定常状態振動にあることが必要です。
2リレー―リレーフィードバックチューニングを使用することを指定します。これは、振幅を制御して、限界ゲインと限界周波数を得るために閉ループテストでオン/オフリレーを適用します。この技法は、ノイズ低減のためにヒステリシスも採用しています。
3PIDリレー―PIDリレーチューニングを使用することを指定します。これは、リレーと追加のフィードバック信号をセットポイントと接続し、PIDコントローラをリレーとともにループ内に保持します。
コントローラタイプは、チューニングプロセスの出力として返すパラメータを指定します。

0P―比例パラメータだけを返すように指定します。
1PI―比例パラメータと積分パラメータを返すように指定します。
2PID―比例、積分、微分パラメータを返すように指定します。
制御仕様は、オートチューニングプロセスで決定されるPIDパラメータに必要とされる応答パフォーマンスを指定します。

0通常―通常の応答性能を指定します。
1高速―通常の応答性能を指定します。通常、応答を速くすると、立ち上がり時間が小さくなります。
2低速―(デフォルト)低速応答性能を指定します。通常、応答を遅くすると、オーバーシュートが小さくなります。
振幅は、設定値リレー動作の振幅を指定します。設定値リレーは、「設定値 – 振幅」と「設定値 + 振幅」の間です。
出力は、制御するプロセスに適用するPIDアルゴリズムの制御出力を返します。このVIが無効な入力を受け取った場合、出力NaNを返します。
チューニングされたPIDゲインは、チューニングされたコントローラの比例ゲイン、積分時間、微分時間パラメータを保持します。
比例ゲイン(Kc)は、コントローラの比例ゲインを返します。
積分時間(Ti, min)は、積分時間(分)を返します。
積分時間(Td, min)は、微分時間(分)を返します。
チューニング完了?は、オートチューニングプロセスが完了したことを示します。この出力を使用して、PIDゲインを更新するタイミングを.決定することができます。

サンプル

PID上級オートチューニングVIの使用サンプルは、labview\examples\control\PIDディレクトリにあるAutotuning PID Online VIで参照できます。

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