dc.contributor.author | Závada, Jiří | |
dc.date.accessioned | 2019-01-16T10:17:16Z | |
dc.date.available | 2019-01-16T10:17:16Z | |
dc.date.issued | 2018 | |
dc.identifier.citation | Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava. Řada strojní. 2018, roč. 64, č. 1, s. 45-54 : il. | cs |
dc.identifier.issn | 1210-0471 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10084/133563 | |
dc.description.abstract | For PID controllers in control loops, which in practice still prevails, it is necessary to determine controller parameter values which assure sufficient quality and robustness of control. A lot of PID tuning methods is described and well established in daily use. They are often based either on behavior of closed control loop or on a mathematic model of the controlled plant (and its L-transfer function), which allow to determine controller parameters by direct calculation. With increasing computing power of HW and SW aids it could be beneficial to use a method for determining the optimal setting of PID controller by simulation of control loop behavior for various meaningful combinations of controller parameter values (state space search).
Proposed method “brute force and visual” of PID controller tuning is based on repeated simulation of control process as a reaction to Heaviside step of desired value and disturbing value for varying parameters of controller’s P, I, D components. For discrete controller also impact of sampling period T was considered. For each of the individual simulation runs there is kept a diagram as an image file as well as the control optimality criterion value. After execution of all the simulation runs for parameter values from the considered searched state space the simulation outputs are sorted by value of the selected control optimality criterion. The parameters of the individual simulation which has scored best are used for setting of the real controller and evaluated in the real control loop.
From the simulations available for wide combination of parameter values it is possible to estimate position of isles of stability and choose the PID controller values by an expert choice. | cs |
dc.language.iso | Neuvedeno | cs |
dc.publisher | Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava | cs |
dc.relation.ispartofseries | Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava. Řada strojní | cs |
dc.relation.uri | http://dx.doi.org/10.22223/tr.2018-1/2043 | cs |
dc.rights | © Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava | cs |
dc.subject | PID controller | cs |
dc.subject | PID tuning | cs |
dc.subject | control system | cs |
dc.subject | closed loop control | cs |
dc.subject | optimization | cs |
dc.subject | system identification | cs |
dc.subject | simulation | cs |
dc.subject | robust stability | cs |
dc.subject | state space search | cs |
dc.title | Tuning of PID Controllers for Linear Dynamic Systems Using “Brute Force and Visual” Method | cs |
dc.title.alternative | Seřizování regulátorů PID pro lineární dynamické systémy metodou “Hrubé síly a od oka” | cs |
dc.type | article | cs |
dc.description.abstract-en | Při návrhu parametrů PID regulátoru (které jsou v praxi dosud nejobvyklejší) pro regulační obvody je zapotřebí stanovit parametry regulátoru tak, aby zajišťovaly dostatečnou kvalitu a robustnost regulace. Je definováno a v praxi zavedeno mnoho seřizovacích metod pro nastavení PID regulátorů vycházejících z chování uzavřeného regulačního obvodu či naopak z matematického modelu regulované soustavy (a jejího L-přenosu), které umožňují stanovit parametry regulátoru přímým výpočtem. S rostoucím výkonem HW a SW nástrojů může ale být výhodné použít přístup, který nalezne optimální hodnoty nastavení regulačního procesu na základě simulací a analýzy chování regulačního obvodu pro různé kombinace možných parametrů regulátoru.
Navržená metoda seřízení PID regulátoru lineárního dynamického systému „hrubou silou a od oka“ je založena na opakované simulaci regulačního pochodu při skoku řídící veličiny a poruchové veličiny pro měnící se konstanty regulátoru P, I, D, (a v případě číslicového regulátoru i vzorkovací periodu T) pro smysluplné rozpětí hodnot – odtud „hrubou silou“ v názvu metody. Z každého běhu simulace je uložen diagram průběhů zajímavých veličin (žádaná veličina, regulovaná veličina, porucha) jako obrazový soubor a jsou pro tuto simulaci vypočteny hodnoty ukazatelů kvality regulace. Po provedení simulací pro všechny hodnoty parametrů z uvažovaného stavového prostoru jsou výstupy simulací setříděny podle ukazatelů kvality regulace; simulace s parametry regulace, která skórovala podle ukazatelů kvality regulace nejlépe, je pak podkladem pro nastavení parametrů regulátoru a ověření v reálném regulačním obvodu.
Protože máme k dispozici vizualizované podoby průběhů regulačního procesu pro mnoho kombinací vstupů, můžeme odhadnout i polohu a podobu „ostrovů stability“ a pro dosažení robustnější regulace volit parametry regulátoru i expertní volbou, tedy „od oka“. | cs |
dc.identifier.doi | 10.22223/tr.2018-1/2043 | |
dc.rights.access | openAccess | cs |
dc.type.version | publishedVersion | cs |
dc.type.status | Peer-reviewed | cs |