控制系统工具箱™提供算法和应用程序，系统地分析，设计和调整线性控制系统。您可以将系统指定为传递函数、状态空间、零极增益或频率响应模型。应用程序和功能，如阶跃响应图和波德图，让您分析和可视化系统在时域和频域的行为。
您可以使用交互式技术(如波德环路整形和根轨迹方法)调整补偿器参数。该工具箱自动调整SISO和MIMO补偿器，包括PID控制器。补偿器可以包括跨越多个反馈循环的多个可调块。您可以调优增益调度控制器并指定多个调优目标，例如参考跟踪、干扰抑制和稳定裕度。您可以通过验证上升时间、超调量、沉降时间、增益和相位裕度以及其他要求来验证您的设计。
开始:
传递函数和状态空间模型
使用传递函数或状态空间表示创建线性时不变系统模型。操作PID控制器和频率响应数据。为系统建模，包括SISO或MIMO，连续或离散。通过串联、并联或反馈连接基本模型来构建复杂的框图。
模型离散化
使用命令行函数或交互式的实时编辑器任务重新采样动态系统模型，并在连续时间域和离散时间域之间转换模型。使用零阶保持器、双线性(Tustin)、零极匹配和其他速率转换方法。
探索图库(2张图)
模型降阶
使用Model Reducer应用程序、Live Editor Task或命令行函数以交互方式减少工厂或控制器模型的顺序，同时保留对应用程序重要的动态。使用平衡截断、零极简化或模式选择技术。
稳定性分析
计算增益裕度、相位裕度和交叉频率。用图形和数值方法检查动态系统的极点和零点位置。计算线性模型极点的阻尼比、固有频率和时间常数。
计算增益裕度、相位裕度和交叉频率。
探索图库(2张图)
PID调优
使用PID调谐器应用程序，实时编辑器任务，或命令行函数自动调整PID控制器增益，以平衡性能和健壮性。指定调优参数，例如所需的响应时间和相位裕度。整定连续或离散PID控制器。
植物动态的交互估计
使用系统识别工具箱™在PID调谐器应用程序中直接从测量的输入-输出数据创建植物模型。或者，使用实时编辑器来识别植物动态和调整PID控制器。
二自由度PID控制
二自由度PID控制器调优。使用2-DOF PID控制器代替1-DOF PID控制器可以更好地抑制扰动，而不会显著增加设定值跟踪的超调量。
在PID调谐器应用程序中整定2-DOF PID控制器(实线)，并将其与1-DOF PID控制器(虚线)进行比较。
基于根轨迹和波德图的交互设计
使用控制系统设计器应用程序交互设计和分析SISO控制系统。使用根轨迹、波德图和尼克尔斯图图形化地调整常见控制组件，如pid、领先/滞后网络和陷波滤波器。
闭环响应监控
使用阶跃响应、Nyquist和其他随着控制器优化而动态更新的图来可视化闭环和开环响应。指定和评估时域和频域设计要求，如上升时间、最大超调量、增益裕度和相位裕度。
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SISO和MIMO循环
使用Control System Tuner应用程序或命令行函数，使用简单的可调元素(如增益、PID控制器或低阶滤波器)建模和调优SISO或MIMO控制系统架构。联合调优多回路控制系统中的几个回路。
时间和频域目标
指定并可视化调谐要求，如跟踪性能、干扰抑制、噪声放大、闭环极点位置和稳定裕度。自动调优控制器参数以满足必须的需求(设计约束)并最佳地满足剩余的需求(目标)。
针对一组植物模型进行调优
设计一个控制器，它对由于参数变化、操作条件变化和传感器或执行器故障引起的工厂动态变化具有鲁棒性。
设计一种对植物参数变化具有鲁棒性的控制器。
Simulink中的增益调度控制器
在Simulink中建模增益调度控制系统®使用块，如变PID控制器，变传递函数，变陷波滤波器，变低通滤波器。
在Simulink中建模增益调度控制器的库。
增益曲面调谐
自动调整增益面系数，以满足整个系统的工作范围内的性能要求，并实现工作点之间的平滑过渡。指定随操作条件变化的要求。在设计的整个工作范围内验证调优结果。
LQR/LQG和极点布置
设计连续和离散线性二次调节器(LQR)和线性二次-高斯(LQG)控制器。计算反馈增益矩阵，将闭环极点放置在所需位置。
非线性状态估计器
在MATLAB中使用扩展卡尔曼滤波器，无味卡尔曼滤波器或粒子滤波器估计非线性系统的状态®和仿真软件。使用MATLAB Coder和Simulink Coder为这些过滤器生成C/ c++代码。
线性分析
使用Simulink Control Design™中的线性分析工具对Simulink模型进行线性化。使用阶跃响应、脉冲响应、波德、尼科尔斯、奈奎斯特、奇异值和零极图计算线性化模型的时间和频率响应。
补偿器的设计
使用Simulink Control Design在Simulink中建模，图形化地调整simo反馈循环。使用交互式Bode、根轨迹和Nichols图形编辑器设计控制器，用于添加、修改和删除控制器极点、零点和增益。
补偿器的调优
在Simulink中建模的PID控制器增益自动整定。使用Simulink Control Design中的Control System Tuner应用程序或命令行工具自动调整分布在Simulink中任意数量反馈循环中的控制元素的增益和动态。
产品资源:
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