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異なる操作点での調整

既定の設定では、PID 調整器はプラントを線形化して、Simulink® モデルの初期条件で指定された操作点でコントローラーを設計します。この操作点が、コントローラーを設計する対象の操作点と異なる場合もあります。たとえば、定常状態でシステムのコントローラーを設計する場合などです。ただし、一般に Simulink モデルは、初期条件では定常状態にありません。この場合、PID 調整器がプラントを線形化してコントローラーを設計するために使用する操作点を変更します。

PID 調整器の新しい操作点を設定するには、次のいずれかの方法を使用します。選択する方法は、望ましい操作点に関してわかっている情報により異なります。

既知の状態値が目的の操作条件を示す

この場合、それらの状態値をモデルに直接設定します。

  1. PID 調整器を閉じます。

  2. モデルのコンポーネントの初期条件を目的の操作条件を示す値に設定します。

  3. PID Controller のダイアログ ボックスで [調整] をクリックして PID 調整器を開きます。PID 調整器は、新しい既定の操作点を使用してプラントを線形化し、新しい線形プラント モデルの新しい初期コントローラーを設計します。

PID 調整器が新しい初期コントローラー設計を生成したら、PID 調整器での設計の解析から続行します。

ある有限時間においてモデルが望ましい操作条件に到達する

この場合、PID 調整器を使用して、モデルを特定のシミュレーション時間で再度線形化します。

  1. [PID 調整器] タブの [Plant] メニューで、[閉ループの再線形化] を選択します。

  2. [閉ループの再線形化] タブで、 [シミュレーションを実行] をクリックして [シミュレーション時間] テキスト ボックスで指定された時間でモデルのシミュレーションを行います。

    PID 調整器によって、誤差信号が時間の関数としてプロットされます。このプロットを使用し、モデルが定常状態になる時間を特定することができます。モデルを線形化するスナップショット時間まで垂直バーをスライドさせます。

  3. [線形化] をクリックして、選択したスナップショット時間でモデルを線形化します。PID 調整器によって新しい線形化プラントが算出され、PID 調整器のワークスペースに保存されます。PID 調整器によって自動的にその新規プラントに対するコントローラーが設計され、新しい閉ループ システムの応答プロットが表示されます。PID 調整器[PID 調整器] タブに戻ります。このタブの [Plant] メニューには現在のコントローラーの設計に新しいプラントが選択されていることが反映されています。

    メモ

    Trigger-Based Operating Point Snapshot ブロックをもつモデルの場合、シミュレーションがスナップショット時間に到達する前にトリガーするイベントで操作点が取得されます。

PID 調整器が新しい初期コントローラー設計を生成したら、PID 調整器での設計の解析から続行します。

モデル線形化器で操作点を計算した

  1. モデル線形化器で、保存した操作点オブジェクトを線形解析ワークスペースから MATLAB ワークスペースへとドラッグします。

  2. PID 調整器で、[PID 調整器] タブの [Plant] メニューから [インポート] を選択します。

  3. [LTI システムのインポートまたは MATLAB ワークスペースで定義された操作点での線形化] を選択します。テーブルでエクスポートした操作点を選択します。

  4. [OK] をクリックします。PID 調整器によって新しい線形化プラントが算出され、PID 調整器のワークスペースに保存されます。PID 調整器によって自動的にその新規プラントに対するコントローラーが設計され、新しい閉ループ システムの応答プロットが表示されます。PID 調整器[PID 調整器] タブに戻ります。このタブの [Plant] メニューには現在のコントローラーの設計に新しいプラントが選択されていることが反映されています。

PID 調整器が新しい初期コントローラー設計を生成したら、PID 調整器での設計の解析から続行します。

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