主要内容

快速参考跟踪的PID控制器设计

这个例子展示了如何使用PID调谐器为工厂设计控制器:

年代 y 年代 ＝ 1 （ 年代 + 1 ） 3. ．

设计要求闭环系统跟踪参考输入的上升时间小于1.5 s，沉降时间小于6 s。

在本例中，将植物表示为线性时不变模型．有关使用PID调谐器调优PID控制器块在Simulink中万博1manbetx®模型中,看到调整PID控制器，以支持参考跟踪或干扰抑制(万博1manbetxSimulink控制设计)．

  1. 创建植物模型并打开PID调谐器设计PI控制器的首通设计。

    Sys = zpk([]，[-1 -1 -1]，1);pidTuner (sys,“π”)

    当你打开PID调谐器，它会自动设计您指定的类型的控制器(这里是PI)。控制器的设计是为了平衡性能(响应时间)和鲁棒性(稳定裕度)。PID调谐器用所设计的控制器显示系统的闭环阶跃响应。

    提示

    你也可以打开PID调谐器来自MATLAB®桌面，在应用程序选项卡。当您这样做时，使用植物菜单PID调谐器指定您的植物模型。

  2. 检查参考跟踪上升时间和沉降时间。

    右键单击绘图并选择>上升时间将上升时间标记为图上的蓝点。选择>沉淀时间用来标记沉淀时间。要查看带有数值的工具提示，请单击每个蓝点。

    初始PI控制器设计提供了2.35 s的上升时间和10.7 s的沉降时间。这两个结果都比设计要求慢。

    请注意

    若要在表中而不是在图上的工具提示中显示性能指标，请单击显示参数．该操作打开一个显示，其中包含性能和健壮性指标以及调优的控制器增益。

  3. 滑动响应时间向右滑动，以尝试提高循环性能。响应图会根据新的设计自动更新。

    移动响应时间滑块足够远，满足上升时间小于1.5 s的要求，会导致更多的振荡。此外，参数显示显示，新的响应具有不可接受的长时间的沉降。

    为了获得更快的响应速度，算法必须牺牲稳定性。

  4. 改变控制器类型以改善响应。

    向控制器添加导数动作PID调谐器更大的自由度，以达到所需的响应速度足够的相位裕度。

    在类型菜单中,选择PIDF．PID调谐器设计了一种新型PIDF控制器。(见PID控制器类型有关可用控制器类型的更多信息。)

    上升时间和沉降时间均满足设计要求。您可以使用响应时间滑块，以进一步调整响应。若要恢复到默认的自动调优结果，请单击重新设计．

    请注意

    如果需要调整闭环带宽而不是响应时间，请选择频域从设计模式菜单。带宽与响应时间成反比。

  5. 如果合适，分析其他系统响应。

    单击，分析其他系统响应添加图．选择要分析的系统响应。

    例如，观察闭环阶跃响应扰动在植物输入，在一步部份添加图菜单中,选择输入干扰抑制．扰动抑制响应以一个新的图形出现。

    看到PID调谐器的设计分析有关可用响应图的更多信息。

    提示

    方法中的选项视图选项卡更改PID调谐器显示多个图。

  6. 导出您的控制器设计到MATLAB工作区。

    若要将最终控制器设计导出到MATLAB工作区，请单击出口．PID调谐器导出控制器为

    • pid对象时，如果形式是平行

    • pidstd对象时，如果形式是标准

    中的右键菜单也可以导出模型数据浏览器．为此，单击数据浏览器选项卡。

    然后，右键单击模型并选择出口．

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