Simulace PID regulace

Jan Legner

Bachelor's thesis

PID control simulation

Abstract:

Bakalářská práce se zabývá zkoumáním spojitých PID regulátorů při působení jejich charakteristických složek. V teoretické části je vysvětlena problematika samotné regulace a jejím vlivům na stabilitu systému. Dále jsou zde popsáni vlastnosti PID regulátorů se svými charakteristickými složkami a vybrané analytické metody nastavení těchto složek ovlivňující výslednou regulaci. Vybrané metody Zigler-Nichols, Naslinova a Whiteleayho představují rozdílné způsoby výpočtů k dosažení charakteristických složek PID regulátorů. V poslední řadě se teoretická část věnuje představení programového prostředí Scilab a jeho nadstaveb Xcos a SciNotes, které se využívají v praktické části při vytváření blokových diagramů a výsledných grafických znázornění. Praktická část je zaměřena na analýzu a simulaci spojitých systémů v prostředí Scilab, tedy jeho grafické nadstavby Xcos a programovacího editoru SciNotes. Ověření správného nastavení složek PID regulátoru se ověřuje na uzavřeného regulačního obvodu pomocí výpočtových metod Ziegler-Nichols, Naslin a Whiteley. Vypočtené parametry jsou demonstrovány a následně porovnávány na grafickém výstupu z diagramu vytvořeného v prostředí Xcos.

Abstract:

The bachelor's thesis deals with the investigation of continuous PID controllers under the action of their characteristic components. The theoretical part explains the issue of regulation itself and its effects on system stability. Furthermore, the properties of PID controllers with their characteristic parametres and selected analytical methods of setting these parametres influencing the resulting control are described. Selected Zigler-Nichols, Naslin and Whiteleay methods represent different methods of calculations to achieve the characteristic parametres of PID controllers. Lastly, the theoretical part deals with the introduction of the Scilab software and its Xcos and SciNotes extensions, which are used in the practical part to create block diagrams and the resulting graphical representations. The practical part is focused on the analysis and simulation of continuous systems in the Scilab software, ie its graphical extensions Xcos and the SciNotes programming editor. Verification of the correct setting of the PID controller components is verified on a closed control circuit using the Ziegler-Nichols, Naslin and Whiteley calculation methods. The calculated parameters are demonstrated and then compared on the graphical output from the diagram created in the Xcos environment.

Keywords

Scilab Xcos, regulační obvod, automatizace, metody regulace

Keywords

Scilab Xcos, control circuit, automation, control methods

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Monika Hromasová, Ph.D.
• Reader: Jiří Kuře, Ing.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Engineering

Bachelor programme / field:
Agricultural Engineering / Information and Control Technology in Agri-food Complex