В статье предложена структура программно-инструментальных средств интерактивного поиска настроечных параметров для моделей цифрового пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулятора на основе формул прямоугольника, трапеции и Симпсона с применением методики Зиглера – Николса. Проведена оценка рынка средств настройки регуляторов последнего пятилетия, зарегистрированных в ФГБУ «Федеральный институт промышленной собственности», показавшая отсутствие программных продуктов поиска настроечных параметров для дискретных моделей цифрового ПИД-регулятора. Показана технология интерактивного поиска настроечных параметров цифрового ПИД-регулятора посредством изменения моделей регулирования, варьирования настроечных параметров, задания границ изменения выбранных параметров и шага изменения на примере модели цепи регулирования токового контура двигателя постоянного тока, что позволило оперативно корректировать цифровую модель ПИД-регулятора для достижения требуемой динамики регулируемого параметра.
The paper proposes a structure of interactive software tools for search tuning parameters for model a digital proportional–integral-derivative (PID) controller based on the formulas of a rectangle, trapezoid and Simpson using the method of Ziegler–Nichols. Implemented the search programs the settings of the regulators over the last five years in the information search system of the Federal State Budgetary Institution «Federal Institute of Industrial Property». The search revealed a lack of programs to search for tuning parameters of a digital PID controller. The article describes the technology of interactive search tuning parameters of a digital PID controller by means of changing models of regulation, changes the tuning parameters of the controller, specify the boundaries modify the selected settings of the controller parameters and the step change. Tools for interactive search tuning parameters of a digital PID controller allow you to adjust the digital model of the PID controller to achieve the desired dynamics of the controlled parameter.
1. Захарова О.В., Солдатов С.С., Самойлов Д.А., Раков В.И. Программный инструментарий ПИД-регулирования на базе арифметико-логического устройства непосредственного формирования // Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2013611762, 2012.
2. Захарова О.В., Потлова Т.А., Королев П.Б., Раков В.И. Программа для организации управления цифровым контурным регулятором в предаварийных состояниях // Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2015612412, 2015.
3. Ким Д. П. Теория автоматического управления. Т. 1. Линейные системы. – М.: Физматлит, 2007. – 312 с.
4. Раков В.И. Моделирование цифровых регуляторов: монография / В.И. Раков, О.В. Захарова. – Орел: ФГБОУ ВПО «Госуниверситет – УНПК», 2014. – 128 с.
5. ФГБУ «Федеральный Институт промышленной собственности». Информационно-поисковая система [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www1.fips.ru/wps/portal/IPS_Ru (дата обращения: 10.08.16).
6. Chien K.L. On automatic control of generalized passive systems / K.L. Chien, J.A. Hrones, J.B. Reswick // Transactions of the ASME. – 1952. – Vol. 74. – P. 175-185.
7. Cohen G.H. Theoretical considerations of retarded control / G.H. Cohen, G.A. Coon // Transactions of the ASME. – 1953. – Vol. 75. – P. 827–834.
8. Satya S. New techniques of PID controller tuning of a DC motor–development of a toolbox / S. Satya, O. Gupta // MIT International Journal of Electrical and Instrumentation Engineering. – 2012. – Vol. 2. – P. 65–69.
9. Wang F.S. Optimal tuning of PID controllers for single and cascade control loops / F.S. Wang, W.S. Juang, C.T. Chan // Chemical Engineering Communications. – 1995. – P. 15–34.
10. Ziegler J.G. Optimum settings for automatic controllers / J.G. Ziegler, N.B. Nichols // Transactions of the ASME. – 1942. – Vol. 64. – P. 759-768.