考虑下图的控制系统。

设定值跟踪是在y到r．输入干扰抑制是在y的信号d．

创建一个工厂的模型，在本例中为:

G = tf(0.3，[1 0.1 0]);

为该装置设计PI控制器，带宽为0.03 rad/s。

Wc = 0.03;[C1,info] = pidtune(G，“π”、wc);

使用默认控制器检查控制系统的步进参考跟踪和步进干扰抑制。扰动响应d来y等价于一个闭环的响应反馈(G, C1)．

T1 =反馈(G*C1,1);GS1 =反馈(G,C1);次要情节(2,1,1);stepplot (T1)标题(“参考跟踪”次要情节(2,1,2);stepplot (GS1)标题(“抗干扰”）

默认情况下，对于给定的带宽，pidtune调整控制器以实现参考跟踪和干扰抑制之间的平衡。在这种情况下，控制器会在参考跟踪响应中产生一些超调。在初始峰值之后，控制器还以比参考跟踪稍长的稳定时间抑制输入扰动。

根据您的应用程序，您可能希望改变引用跟踪和干扰拒绝之间的平衡，以支持其中一个。对于PI控制器，您可以通过改变调谐系统的相位裕度来改变这种平衡。返回的默认控制器pidtune相位裕度为60°。

信息。PhaseMargin

Ans = 60.0000

设计相位裕度为45°和70°且带宽相同的控制器，并比较得到的参考跟踪和干扰抑制。

opts2 = pidtuneOptions(“PhaseMargin”, 45岁);C2 = pidtune(G，“π”wc, opts2);T2 =反馈(G*C2,1);GS2 =反馈(G,C2);opts3 = pidtuneOptions(“PhaseMargin”, 70);C3 = pidtune(G;“π”wc, opts3);T3 =反馈(G*C3,1);GS3 =反馈(G,C3);次要情节(2,1,1);stepplot (T1、T2、T3)传说(' pm = 60'，' pm = 45'，' pm = 70')标题(“参考跟踪”次要情节(2,1,2);stepplot (GS1 GS2 GS3)标题(“抗干扰”）

将相位裕度降低到45°可以加速干扰抑制，但也会增加参考跟踪响应的超调量。将相位裕度增加到70°完全消除了超调，但会导致极其缓慢的干扰抑制。您可以尝试不同的相位裕度值，直到找到适合您的应用程序的平衡引用跟踪和干扰抑制的值。相位裕度对这种平衡的影响取决于装置模型。对于一些植物模型，影响没有这个例子中显示的那么大。

如果你想修复你的控制系统的带宽和相位裕度，你仍然可以改变参考跟踪和干扰抑制之间的平衡使用DesignFocus选择pidtune．你可以设置DesignFocus要么“抗干扰”或“reference-tracking”调优控制器，使之偏向其中之一。

的DesignFocus对于具有更多可调参数的控制系统，选择方法更有效。因此，当与PI控制器配合使用时，效果不太好。为了观察其效果，设计一个具有相同带宽和默认相位裕度(60°)的PIDF控制器DesignFocus值。比较结果。

opts4 = pidtuneOptions(“DesignFocus”，“平衡”);%默认焦点C4 =洋音(G，“PIDF”wc, opts4);T4 =反馈(G*C4,1);GS4 =反馈(G,C4);opts5 = pidtuneOptions(“DesignFocus”，“抗干扰”);C5 = pidtune(G，“PIDF”wc, opts5);T5 =反馈(G*C5,1);GS5 =反馈(G,C5);opts6 = pidtuneOptions(“DesignFocus”，“reference-tracking”);C6 = pidtune(G，“PIDF”wc, opts6);T6 =反馈(G*C6,1);GS6 =反馈(G,C6);次要情节(2,1,1);stepplot (T4, T5, T6)传说(“平衡”，“拒绝”，“跟踪”)标题(“参考跟踪”次要情节(2,1,2);stepplot (GS4 GS5 GS6)标题(“抗干扰”）

当你使用DesignFocus选项，以支持参考跟踪或干扰抑制调谐控制系统，您仍然可以调整相位裕度，以进一步微调平衡这两个性能措施。使用DesignFocus而且PhaseMargin共同实现性能平衡，最好地满足您的设计要求。

这两种选择对系统性能的影响很大程度上取决于您的设备的特性。对于一些植物，改变PhaseMargin或DesignFocus期权几乎没有影响。