系统模型

对于这个例子开发用于直流电动机的位置控制系统。单环角速度控制器被设计成在波特图设计。若要设计角位置控制器，请添加一个包含积分器的外环。

定义一个状态空间模型植物，如在SISO例子:直流电动机。

％定义电机参数R = 2.0 L = 0.5 Km = .015 Kb = .015 Kf = 0.2 J = 0.02％创建状态空间模型A = [-R/L -Kb/L;Km/J -Kf/J]0);C = [0 1];D = [0];sys_dc = ss (A, B, C, D);

设计目标

设计目标是最小化的闭环阶跃响应的建立时间，同时保持与最大带宽至少65度的内环的相位裕度：

匹配系统和控制体系结构

控制系统设计有六种可能的控制架构，您可以从中选择。对于这些体系结构的详细信息，请参阅反馈控制架构。

对于这个示例，使用配置4，它有一个内部和外部控制循环。

目前，该控制系统结构不配置4.匹配但是，使用框图代数，您可以通过添加修改系统模型：

在MATLAB^®命令行，积分器添加到电机厂模型。

植物= sys_dc * TF（1，[1,0]）;

创建包含反馈微分器的内环补偿器的初始模型。

电容Cdiff = TF（'S');

定义控制体系

打开控制系统设计。

controlSystemDesigner

在控制系统设计，在控制系统选项卡，单击编辑架构。

在编辑架构对话框中，在选择控制体系结构，点击第四架构。

从MATLAB工作区中导入工厂和控制器模型。

在里面块选项卡,为:

请点击好吧。

该应用更新控制架构和进口电动机植物指定模型和内环控制器。

在控制系统设计下列地块打开：

对于本例，关闭博德编辑器LoopTransfer_C1和用于LoopTransfer_C2的根轨迹编辑器情节。

由于内环第一次调整，配置图，查看刚刚内环波特主编的情节。在视图选项卡，单击单和点击博德编辑器LoopTransfer_C2。

隔离内蒙古河套

为了隔离从控制系统体系结构的其余部分的内循环，添加一个环开口到内回路的开环响应。在里面数据浏览器， 右键点击LoopTransfer_C2，并选择开放的选择。

在外环补偿器的输出添加一个环开口，C1在开环传递函数对话框中，单击添加循环打开位置到列表。然后，选择uC1。

请点击好吧。

该应用程序在选定的位置增加了一个打开的循环。这个开口消除了外部控制回路对内部回路的开环传递函数的影响。

该波德编辑器响应曲线更新，以反映新的开环传递函数。

优化内部循环

为了增加内环的带宽，增加补偿器的增益C2。

在里面波德编辑器情节，向上拖动幅度响应，直到相位裕度是65度。这相当于一个增益补偿107。增加增益进一步降低相位裕度低于65度。

或者，您可以使用补偿器编辑器调整增益值。有关更多信息,请参见编辑补偿动态。

调外循环

随着内环调整，现在可以调整外环减少闭环稳定时间。

在控制系统设计，在视图选项卡，选中左/右。安排情节，以显示根轨迹LoopTransfer_C1和IOTransfer_r2y_step同时绘制。

要查看当前建立时间，在阶跃响应情节右键单击并选择特征>沉淀时间。

电流闭环稳定时间超过500秒的值。

在里面根轨迹编辑器，增加了补偿器的增益C1。随着增益的增加，对复极点移向较慢的时间常数和朝向更快的时间常数的实数极点移动。的增益600产生上升时间和稳定时间之间的良好平衡。

用低于0.8秒的闭环稳定时间和为65度，该设计满足设计要求的内部环的相位裕度。