基于MATLAB和Simulink的PID调谐器设计分析 - 卡塔尔世界杯8强比赛直播

PID调节器设计分析

在控制系统工具箱™，PID调谐器提供系统响应图和其他工具，以整定PID控制器的工厂表示线性时不变模型．

有关分析的信息PID调谐器与仿真软件^®模型,看到PID调节器设计分析(Simulink控制设计)．

为了确定补偿器设计是否满足您的要求，可以使用响应图分析系统响应。在PID调谐器选项卡中选择响应图添加图菜单。的添加图菜单还允许您从几个步进图(时域响应)或波德图(频域响应)中进行选择。

对于1-DOF PID控制器类型，如PI, PIDF，和PDF，软件计算系统响应基于以下单回路控制体系结构，其中G您指定的工厂和C为PID控制器:

对于2-DOF PID控制器类型，如PI2, PIDF2和I-PD，软件基于以下架构计算响应:

系统响应基于2-DOF PID控制器的分解，C，转化为设定点分量Cr还有一个反馈组件Cy，详见二自由度PID控制器．

下表总结了分析图的可用响应。(对于频率响应数据工厂，如的朋友模型、时域响应图不可用。)

响应	制图系统(一自由度)	绘图系统(二自由度)	描述
`植物`	G	G	植物响应。用于检查植物的动态。
`开环`	GC	gc_y	开环控制器-设备系统的响应。用于频域设计。当您的设计规格包括鲁棒性标准，如开环增益裕度和相位裕度时使用。
`参考跟踪`	$\frac{G C}{1 + G C}$ (从r来y）	$\frac{G C_{r}}{1 - G C_{y}}$ (从r来y）	闭环系统对设定点阶跃变化的响应。当您的设计规范包括设定点跟踪时使用。
`控制器工作`	$\frac{C}{1 + G C}$ (从r来u）	$\frac{C_{r}}{1 - G C_{y}}$ (从r来u）	闭环控制器输出响应的步长变化的设定值。当您的设计受到实际约束(如控制器饱和)的限制时使用。
`输入干扰抑制`	$\frac{G}{1 + G C}$ (从d₁来y）	$\frac{G}{1 - G C_{y}}$ (从d₁来y）	闭环系统对负载扰动(设备输入端的阶跃扰动)的响应。当您的设计规范包括输入干扰抑制时使用。
`输出干扰抑制`	$\frac{1}{1 + G C}$ (从d₂来y）	$\frac{1}{1 - G C_{y}}$ (从d₂来y）	闭环系统对设备输出阶跃扰动的响应。当您想要分析建模错误的敏感性时使用。

如果您已经定义了一个基线控制器，那么默认情况下PID调谐器显示使用当前的两个响应PID调谐器使用基线控制器进行设计和响应。

定义基线控制器有两种方法。

打开时加载一个基线控制器PID调谐器，使用语法pidTuner (sys, C0)．
使电流PID调谐器，可以随时设计基线控制器出口箭头并选择另存为基线．

当你这样做的时候，电流调谐响应就变成了基线反应．进一步调整当前的设计创造了新的调谐响应线。
要隐藏基线反应,点击选项，清晰显示基线控制器数据．

您可以通过以下两种方式查看系统特性的值，如峰值响应和增益裕度。

如果控制器初始设计的响应不符合您的要求，您可以通过交互方式调整设计。PID调谐器给你两个域优化控制器设计的选项:

时间domain(默认)—使用响应时间滑块，使控制系统的闭环响应快或慢。使用瞬态行为滑块，使控制器更积极的干扰抑制或更健壮的对工厂的不确定性。
频率-使用带宽滑块，使控制系统的闭环响应更快或更慢(响应时间为2/w_c,在那里w_c是带宽)。使用阶段保证金滑块，使控制器更积极的干扰抑制或更健壮的对工厂的不确定性。

在这两种模式中，在参考跟踪和干扰抑制性能之间存在权衡。有关显示如何使用滑块调整这种权衡的示例，请参见整定PID控制器，有利于参考跟踪或干扰抑制(PID整定器)．

提示

若要在移动滑块后恢复到初始控制器设计，请单击重新设计．