Question

我试图弄清楚如何在python中模拟控制系统。这就是我到目前为止所做的：

PID.py - 用于设置Kp，Ki，Kd和一个基于错误生成输出的函数。恩。 PID.genout（ERR）

PIDPlot.py - 根据步进输入绘制输出。这是代码示例：

for i in range(1, 51):

    # summing node
    err = sp - fb

    # PID block
    outv = pid.GenOut(err)

    # control feedback
    if sp > 0:
        fb += (outv - (1.0/i))

    # start with sp = 0, simulate a step input at t(10)
    if i > 5:
        sp = 10

    # add sp and outv to there lists
    sp_list.append(sp)
    fb_list.append(fb)
    sample_list.append(i * .05)



    time.sleep(.05)

我想更改控制反馈的部分，以便更紧密地模拟我的系统（工厂），但这就是我遇到的问题。我通过应用一个步骤并记录输出并绘制它来确定系统（工厂）的传递函数。根据曲线，直流增益和时间常数I为传递函数提出0.92 / 16s +1。当我在Python中绘制步骤响应时，如下所示：

from numpy import min, max
from scipy import linspace
from scipy.signal import lti, step

# making transfer function
# example from Ogata Modern Control Engineering 
# 4th edition, International Edition page 307

# num and den, can be list or numpy array type
num = [-0.93] 

#denominator of the form s^2 + s +1
den = [16, 1]

tf = lti(num, den)

# get t = time, s = unit-step response
t, s = step(tf)

# recalculate t and s to get smooth plot
t, s = step(tf, T = linspace(min(t), t[-1], 500))

# get i = impulse
#t, i = impulse(tf, T = linspace(min(t), t[-1], 500))

from matplotlib import pyplot as plt

#plt.plot(t, s, t, i)
plt.plot(t, s)
plt.title('Transient-Response Analysis')
plt.xlabel('Time(sec)')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.hlines(1, min(t), max(t), colors='r')
plt.hlines(0, min(t), max(t))
plt.xlim(xmax=max(t))
plt.legend(('Unit-Step Response',), loc=0)
plt.grid()
plt.show()

它很好地匹配了我绘制的数据。现在我如何使用此传递函数在PIDPlot中生成反馈？然后，我可以尝试编写代码，根据系统（工厂）自动调整pid。

Answer 1

在PIDPlot中生成反馈我没有看到代码中的传递函数，你能告诉我吗？
如果你想调整PID并为你的直流系统找到最好的Kp，Ki，Kd，你需要考虑这些踢，图表中的变化。您需要动态控制PID常量，这意味着您需要方法。

这是一个非常有用的博客，讨论在Python中调整PID。我之前写了一个PID控制算法并从这篇博客中获取了一些想法，这非常有帮助。

http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginner%E2%80%99s-pid-tuning-changes/

/*working variables*/
unsigned long lastTime;
double Input, Output, Setpoint;
double ITerm, lastInput;
double kp, ki, kd;
int SampleTime = 1000; //1 sec
void Compute()
{
   unsigned long now = millis();
   int timeChange = (now - lastTime);
   if(timeChange>=SampleTime)
   {
      /*Compute all the working error variables*/
      double error = Setpoint - Input;
      ITerm += (ki * error);
      double dInput = (Input - lastInput);

      /*Compute PID Output*/
      Output = kp * error + ITerm - kd * dInput;

      /*Remember some variables for next time*/
      lastInput = Input;
      lastTime = now;
   }
}

void SetTunings(double Kp, double Ki, double Kd)
{
  double SampleTimeInSec = ((double)SampleTime)/1000;
   kp = Kp;
   ki = Ki * SampleTimeInSec;
   kd = Kd / SampleTimeInSec;
}

void SetSampleTime(int NewSampleTime)
{
   if (NewSampleTime > 0)
   {
      double ratio  = (double)NewSampleTime
                      / (double)SampleTime;
      ki *= ratio;
      kd /= ratio;
      SampleTime = (unsigned long)NewSampleTime;
   }
}

希望这会有所帮助。

Python PID模拟

1 个答案: