Design de contrôleurs PID avec PID Tuner

Dans Control System Toolbox™, PID Tuner vous permet d'effectuer un réglage automatique et interactif des contrôleurs PID pour des systèmes physiques représentés par des modèles LTI.

Pour plus d'informations sur l'utilisation de PID Tuner pour le réglage d'un bloc PID Controller dans un modèle Simulink^®, voir Introduction to Model-Based PID Tuning in Simulink (Simulink Control Design).

Présentation de PID Tuner

Utilisez PID Tuner pour concevoir de manière interactive un contrôleur PID SISO dans une configuration de système d'asservissement négatif en boucle simple.

PID Tuner conçoit automatiquement un contrôleur pour votre système physique. Vous spécifiez le type de contrôleur (P, I, PI, PD, PDF, PID, PIDF) et la forme (parallèle ou standard).

Vous pouvez également utiliser PID Tuner pour concevoir un contrôleur PID 2-DOF pour la configuration de la rétroaction de l’illustration suivante :

PID Tuner peut concevoir des contrôleurs PID 2-DOF dans lesquels les poids des points de consigne peuvent être des paramètres libres et réglables. PID Tuner peut également concevoir des contrôleurs dans lesquels les poids des points de consigne sont fixes dans des configurations de contrôle courantes, telles que I-PD et PI-D.

Vous pouvez analyser le design à l'aide d'une variété de graphiques de réponse, et l'ajuster interactivement pour répondre à vos exigences de performance.

Pour lancer PID Tuner, utilisez la commande pidTuner :

pidTuner(sys,type)

où sys est un modèle linéaire du système physique que vous voulez contrôler, et type indique le type de contrôleur à concevoir.

Sinon, saisissez

pidTuner(sys,Cbase)

où Cbase est un contrôleur de référence, ce qui vous permet de comparer la performance du contrôleur conçu à celle de Cbase.

Pour plus d'informations sur sys et Cbase, voir la page de référence pidTuner.

Remarque

Vous pouvez aussi ouvrir PID Tuner depuis l'application desktop MATLAB^®, dans l'onglet Apps. Pour ce faire, utilisez le menu Plant dans PID Tuner pour spécifier votre modèle de système physique.

Type de contrôleur PID

Pour sélectionner le type de contrôleur, utilisez l'une de ces méthodes :

Spécifiez le type lors de l'ouverture de l'application : renseignez l'argument type de la commande pidTuner lorsque vous ouvrez PID Tuner. Par exemple, pidTuner(G,'PIDF2') ouvre PID Tuner avec un design initial d'un contrôleur PID 2-DOF avec un filtre sur le terme dérivé.
Spécifiez le type avec un objet contrôleur existant : indiquez le contrôleur de référence Cbase comme argument à la commande pidTuner lorsque vous ouvrez PID Tuner. PID Tuner conçoit un contrôleur du même type que Cbase. Par exemple, supposez C0 est objet contrôleur pid qui a seulement une action proportionnelle et dérivée (régulateur PD). pidTuner(G,C0) ouvre ensuite PID Tuner avec un design initial de contrôleur PD.
Spécifiez le type de contrôleur dans l'application : dans PID Tuner, utilisez le menu Type pour changer de type de contrôleurs.

Les tableaux suivants résument les types de contrôleurs PID disponibles. Pour plus d'informations sur ces types de contrôleur, voir PID Controller Types for Tuning.

Contrôleurs 1-DOF

`type` en entrée de `pidTuner`	Entrée dans le menu Type	Actions du contrôleur
`'P'`	`P`	Proportionnel uniquement
`'I'`	`I`	Intégral uniquement
`'PI'`	`PI`	Proportionnel et intégral
`'PD'`	`PD`	Proportionnel et dérivé
`'PDF'`	`PDF`	Proportionnel et dérivé avec filtre de premier ordre sur le terme dérivé
`'PID'`	`PID`	Proportionnel, intégral et dérivé
`'PIDF'`	`PIDF`	Proportionnel, intégral et dérivé avec filtre de premier ordre sur le terme dérivé

Contrôleurs 2-DOF

PID Tuner peut concevoir automatiquement des types de contrôleurs PID 2-DOF avec des poids de points de consigne libres. Le tableau suivant résume les types de contrôleurs 2-DOF dans PID Tuner. Pour plus d'informations sur les contrôleurs PID 2-DOF en général, voir Two-Degree-of-Freedom PID Controllers.

`type` en entrée de `pidTuner`	Entrée dans le menu Type	Actions du contrôleur
`'PI2'`	`PI2`	2-DOF proportionnel et intégral
`'PD2'`	`PD2`	2-DOF proportionnel et dérivé
`'PDF2'`	`PDF2`	2-DOF proportionnel et dérivé avec filtre de premier ordre sur le terme dérivé
`'PID2'`	`PID2`	2-DOF proportionnel, intégral et dérivé
`'PIDF2'`	`PIDF2`	2-DOF proportionnel, intégral et dérivé avec filtre du premier ordre sur le terme dérivé

Contrôleurs 2-DOF avec des poids de consigne fixes

Utilisez PID Tuner pour concevoir les types de contrôleurs à poids fixes résumés dans le tableau suivant. Pour plus d'informations sur ces types de contrôleur, voir PID Controller Types for Tuning.

`type` en entrée de `pidTuner`	Entrée dans le menu Type	Actions du contrôleur
`'I-PD'`	`I-PD`	PID 2-DOF avecb = 0, c = 0
`'I-PDF'`	`I-PDF`	PIDF 2-DOF avecb = 0, c = 0
`'ID-P'`	`ID-P`	PID 2-DOF avecb = 0, c = 1
`'IDF-P'`	`IDF-P`	PIDF 2-DOF avecb = 0, c = 1
`'PI-D'`	`PI-D`	PID 2-DOF avecb = 1, c = 0
`'PI-DF'`	`PI-DF`	PIDF 2-DOF avecb = 1, c = 0

Types de contrôleurs à temps discret

Si sys est un modèle à temps discret avec un pas d'échantillonnage Ts, PID Tuner conçoit un contrôleur à temps discret pid avec la formule d'intégrateur discret ForwardEuler. Pour concevoir un contrôleur dont les formules d'intégrateur discret sont différentes, utilisez l'une des méthodes suivantes :

Indiquez un contrôleur de référence en temps discret Cbase pour lancer la commande pidTuner. PID Tuner conçoit un contrôleur qui a les mêmes formules d'intégrateur discret que Cbase.
À l’issue du lancement de PID Tuner, cliquez sur Options pour ouvrir la boîte de dialogue Controller Options. Sélectionnez les formules d'intégrateur discret dans les menus Integral Formula et Derivative Formula.

Pour plus d'informations sur les formules d'intégrateur discret, voir les pages de référence pid, pid2, pidstd et pidstd2.

Forme du contrôleur PID

Lorsque vous utilisez l'entrée type pour pidTuner, PID Tuner conçoit un contrôleur de forme parallèle. Pour concevoir un contrôleur sous forme standard, utilisez l'une des méthodes suivantes :

Indiquez un contrôleur de référence de forme standard Cbase pour lancer la commande pidTuner. PID Tuner conçoit un contrôleur de la même forme que Cbase.
Utilisez le menu Form pour changer la forme du contrôleur après le lancement de PID Tuner.

Pour plus d'informations sur les formes de contrôleur parallèle et standard, voir les pages de référence pid, pid2, pidstd et pidstd2.