Pid_v3 (Regulator proporcjonalno-całkująco-różniczkujący)

Wejście:

• In - sygnał wejściowy, zmienna sterująca,
• Set - wartość ustalona zmiennej sterującej,
• K - współczynnik wzmocnienia dla bloku proporcjonalnego regulatora PID, wewnątrz używana wartość jest podzielona przez 100,
• Ti - stała czasowa całkowania dla bloku I regulatora PID,
• Td - stała czasowa różniczkowania dla bloku D regulatora PID, wewnątrz używana wartość jest dzielona przez 100,
• LimitLo - minimalna wartość, którą może przyjąć zmienna sterowana na wyjściu regulatora PID,
• LimitHi - maksymalna wartość, którą może przyjąć zmienna sterowana na wyjściu regulatora PID, używana również w algorytmie anti-windup (patrz niżej),
• Initial – wartość regulatora PID po zresetowaniu,
• En - wejście cyfrowe, jeżeli en = 0, to regulator PID na wyjściu podaje ostatnio wyliczoną wartość, a wszelkie wewnętrzne obliczenia są wstrzymywane, jeżeli en = 1, to regulator PID działa normalnie,
• Rst - wejście cyfrowe, jeżeli Rst = 1, to cały wewnętrzny stan bloku jest inicjalizowany na i wartość Out ustawiana jest na wartość Initial, jeżeli Rst = 0 to blok działa normalnie. Jeśli wartość Initial jest mniejsza niż LimitLo , po resecie wartość wyjściowa zostanie ustawiona LimitLo. Jeśli wartość Initial jest większa od LimitHi, po resecie wartość wyjściowa zostanie ustawiona na LimitHi

Wyjście:

• Out - wartość zmiennej sterowanej wyliczona przez regulator PID

Opis funkcji:

Kiedy wejście En jest w stanie wysokim funkcja realizuje operacje regulatora proporcjonalno-całkująco-różniczkującego, dąży do takiego wysterowanie wartością wyjściową Out, aby wartość wejściowa In osiągnęła i utrzymała wartość zadaną Set.

Algorytm:

• Obliczenie błąd dla cyklu:

# n - numer cyklu 
e(n) = Set - In 

• Obliczenie części proporcjonalnej:

P = K / 100 * e(n) 

• Obliczenie części całkującej:

I(n) = I(n - 1) + K / Ti * (e(n) + e(n - 1)) / 2 # jeżeli Ti = 0, to I(n)=0 

• Obliczenie części różniczkującej:

D = (-K / 100) * (Td / 100) * (e(n-1) - e(n))
# e(n - 1) - e(n) <=> In(n) - In(n - 1), wewnętrznie blok utrzymuje wartość błędu z poprzedniego cyklu 

• Obliczenie wartości zmiennej sterowanej:

Out = P + I(n) + D 

• Ograniczenie wartości zmiennej sterowanej do zadanych widełek:

if Out > LimitHi then Out = LimitHi
if Out < LimitLo then Out = LimitLo 

• Ograniczenie całkowania algorytmem anti-windup:

# abs - wartość bezwzględna 
if abs(P + I(n)) > abs(LimitHi) then I(n) = LimitHi - P 

Uwagi:

jeżeli LimitLo == 0 i LimitHi == 0 to wartości ograniczeń są ustawiane na LimitLo = -32768, LimitHi = 32767, przed przystąpieniem do obliczeń przeprowadzana jest normalizacja wartości ograniczeń, tj. jeżeli LimitLo > LimitHi, to LimitLo jest zamieniany wartością z LimitHi.

powrót