利用模拟的I/O数据设计PID控制器
这个例子展示了如何为不能线性化的植物调整PID控制器。你使用PID调谐器识别工厂模型。然后调使用所识别的植物中的PID控制器。
本示例使用要求的Simscape™电气™软件降压转换器模型。
Buck变换器模型
降压转换器将直流到直流。该机型采用了开关电源的30V直流电源转换成稳压直流电源。该转换器利用的MOSFET，而不是理想的开关，以确保导通电阻被正确地表示该设备的建模。从参考电压到测量的电压转换器响应包括MOSFET开关。PID设计需要从参考电压到所测量的电压的系统的线性模型。然而，由于开关，自动在零系统的线性化结果。在这个例子中，使用PID调谐器，你可以通过仿真而不是线性化来确定系统的线性模型。
有关创建降压转换器模型的详细信息，请参阅巴克转换器（电气的Simscape）。
open_system ('scdbuckconverter'）SIM（'scdbuckconverter'）
该模型配置了一个参考电压，该电压在0.004秒时从15伏切换到25伏，负载电流在0.0025秒到0.005秒时激活。控制器初始化的默认收益和结果超调和缓慢的解决时间。
open_system (“scdbuckconverter /范围1”)open_system ('scdbuckconverter /范围2'）
模拟模型来生成I / O数据
要打开PID调节器，在反馈控制器子系统,打开PID控制器块对话框，然后点击调.PID调谐器表示该模型不能线性化并返回一个零系统。
PID调谐器提供线性时失败的几个备选方案。在里面厂下拉列表，您可以选择以下方法之一:
进口-从MATLAB工作空间导入线性模型。
重新线性闭环- 线性化模型在不同的模拟快照倍。
确定新厂-使用测量数据识别工厂模型。
在这个例子中，单击确定新厂打开植物鉴定工具。
打开一个模拟模型的工具来收集数据以进行植物识别植物鉴定选项卡，单击获取I / O数据>模拟数据.
在模拟I / O数据选项卡，模拟控制器看到的植物。软件暂时:
从模型中移除PID控制器块。
注入其中PID块的输出曾经是一个信号。
测量PID块的输入位置的结果信号。
该数据描述了控制器所看到的工厂的响应。的PID调谐器使用此响应数据来估计线性工厂模型。
配置输入信号为具有以下性质的步骤输入：
样品时间(
）= 5E-6 - 控制器的采样率。抵消(
）= 0.51 - 输出偏移值放在其中输出电压是15V附近，给出了工作点在其周围以调谐控制器的状态下的转换器。发病时间（
）= 0.003 - 延迟，以允许足够的时间使转换器在施加步骤之前改变到达15V稳定状态。步骤振幅(
）= 0.4 -控制器输出(工厂输入)应用于模型的步长。此值被添加到偏移值所以实际的植物输入步长是0。51到0。91。控制器输出(工厂输入)限制在[0.01 0.95]范围内。
选择显示输入响应，显示偏移响应,显示识别数据.然后，单击运行仿真.的植物鉴定情节被更新。
红色曲线是偏移响应。偏移响应是植物响应的恒定输入
.该响应表明，该模型具有一定的瞬变常数输入，特别是：
转换器达到15V稳态的第二量程[0 0.001]。回想一下，这个信号是控制误差信号，因此当达到稳定状态时，它会降为零。
当参考电压保持在15V时，变换器对施加的电流负载起反应的第二量程[0.0025 0.004]。
0.004秒，参考电压信号从15V变为25V，导致较大的控制误差信号。
的[0.005 0.006]第二范围，其中转换器反作用于电流负载被移除。
蓝色曲线显示了完整的植物响应包含初始瞬变(重大的贡献时间< 0.001秒),应对循环电流负荷(时间持续时间0.0025到0.005秒),参考电压变化(0.004秒),和应对步骤测试信号(应用于时间0.003秒)。相比之下，红色曲线仅是对初始瞬态、参考电压步长和循环电流负载的响应。
绿色曲线是将用于植物的识别数据。该曲线是在响应的变化归因于步骤测试信号，该信号和红色（偏移响应）曲线考虑到负反馈标志的蓝色（输入响应）之间的差。
要使用测量数据来识别植物模型，请单击应用.然后，返回到植物识别，请点击关.
植物鉴定
PID调谐器使用模拟模型生成的数据识别工厂模型。您可以调整已识别的工厂参数，以便在提供测量的输入时，已识别的工厂响应与测量的输出相匹配。
您可以手动调整估计的模型。点击并拖动植物曲线和极位置（X）调整所识别的植物响应，使得其紧密地识别数据相匹配尽可能。
要使用自动识别调整鉴定的植物，点击自动估算.自动调优响应并不比交互式调优好多少。被鉴定的工厂和鉴定数据不一致。改变植物结构，更好地匹配:
在结构下拉列表中，选择欠对.
单击并拖动二阶信封，以尽可能接近地匹配已识别的数据(几乎是临界阻尼)。
请点击自动估算对植物模型进行微调。
要指定辨识模型作为当前工厂控制器的调整，请点击应用.PID调谐器然后自动调整为确定工厂控制器和更新参考跟踪步积。
控制器整
PID调优器自动地对所识别的工厂的PID控制器进行调优。调优后的控制器响应约有5%的超调，稳定时间约为6秒。单击参考跟踪步情节，使其目前的数字。
控制器的输出是占空比为PWM系统和必须限制在[0.01 0.95]。确认该控制器的输出满足了这些界限，创建一个控制器努力情节。在PID调谐器选项卡,加入波形图下拉列表中，下步,点击控制器努力.移动新创建的控制器努力情节到第二情节组。
在里面控制器努力图中，调谐响应(实线)显示了在模拟开始时所需的大量控制工作。若要实现约4秒的稳定时间和9%的超调，请调整响应时间和瞬态特性滑块。这些调整将最大控制努力减少到可接受的范围。
与调谐控制器的值更新Simu万博1manbetxlink模块，点击更新块.
要确认PID控制器的性能，模拟仿真模型。万博1manbetx
bdclose（'scdbuckconverter'）
你也可以从以下列表中选择一个网站:
