PID

ブロックのスクリーンショット

内容

• 説明
• ダイアログボックス
• デフォルトプロパティ
• インターフェイス用関数
• コンパイル済みのスーパーブロックの内容
• 例

説明

このブロックは PID (比例-積分-微分)制御器を実装します. "誤差"の値 U_e は,観測されたプロセス変数 U_pr とセットポイント指令値 U_r の差から計算します.

U_e = U_r - U_pr

制御目的は,プロセス変数 Up をセットポイント値 Urに追従させることです. PID制御器は,工業プロセスのフィードバック制御において 広く使用されています.

PID制御器の計算(アルゴリズム)には以下の3つのパラメータの値が含まれます; 比例 Kp, 積分 Ki, 微分 Kd. これらの項は,誤差信号Ueに適用する3種類の基本的な数学関数を 記述します. Kp はカレントの誤差への反応を定義, Ki は最近の誤差の合計への反応を定義, Kd は誤差の変化率への反応を定義します.

制御バルブまたは加熱要素の供給電力のような制御要素を通じて プロセスを調整するために, これらの3種類の処理の重み付き加算が使用されます. 従来のフィードバック制御系の基本構造を以下に示します:

PID 則は入力変数 Up(t), その時間積分 Ui(t), その1階微分 Ud(t) の線形結合です. 制御則 Ucon(t) は以下の形式を有します:

ダイアログボックス

• 比例

  誤差を乗じるゲインの値.

  プロパティ : 大きさ-1の'vec'型.

• 積分

  誤差の積分時間の値.(1/Integral)

  プロパティ : 大きさ -1 の'vec'型.

• 微分

  誤差の微分時間の値.

  プロパティ : 大きさ-1の'vec'型.

デフォルトプロパティ

• 常にアクティブ: no

• 直達項: no

• ゼロ交差: no

• モード: no

• 標準入力:

  - ポート 1 : 大きさ [-1,-2] / 1型

• 標準出力:

  - ポート 1 : 大きさ [-1,-2] / 1型

• アクティベーション入力の数/大きさ: 0

• アクティベーション出力の数/大きさ: 0

• 連続時間状態量: no

• 離散時間状態量: no

• オブジェクト離散時間状態量: no

• 計算用関数の名前: csuper

インターフェイス用関数

• SCI/modules/scicos_blocks/macros/Linear/PID.sci

コンパイル済みのスーパーブロックの内容

例

例1

この例は,PIDレギュレータの使用例を示します. この制御は,簡単に出力信号 U_pr(t) を指令信号 U_r(t) に一致させます.

この例では,制御系は, ダンピング係数 = 0.5, カットオフ周波数 fc = 100 Hzの 2次の単位ゲインローパスフィルタです. 伝達関数 H(s) を以下に示します:

このフィルタをモデル化するには,連続時間システムパレットの 連続系伝達関数ブロック (CLR)を使用します.

PID パラメータ Kp, Ki および Kd を 100, 0.1 および 0に設定します.

スコープはシステム誤差 Ue (黒), 基準信号 Ur (青) およびプロセス信号 Upr(赤) の波形を表示します. 最初,プロセス信号 U_pr(t) が基準信号 U_r(t) に追従していないことが わかります.

例2

例3