使用实时编辑任务从测量的工厂数据调整PID控制器

这个例子展示了如何使用Live编辑器任务来调谐PID控制器的植物,从所测量的植物响应于已知的输入信号开始。在这个例子中,您使用状态空间模型的估计任务估计的参数工厂模型生成代码。然后,您可以使用模式转换率任务是对连续时间识别的模型进行离散化。最后,使用调整PID控制器任务设计一个PID控制器,实现闭环响应,满足您的设计要求。(使用状态空间模型的估计需要一个系统辨识工具箱™许可。)

Live Editor任务允许您交互式地迭代参数和设置,同时观察它们对计算结果的影响。然后,这些任务自动生成MATLAB®代码,实现显示的结果。要试验此脚本中的活动编辑器任务,请打开此示例。有关实时编辑器任务的详细信息,请参阅将交互式任务添加到活动脚本中(MATLAB)。

载入工厂数据

加载所测量的输入输出数据。在这个例子中,该数据由一个发动机的一个线性调频脉冲输入的响应的。输入ü是含有每0.04秒采样的输入信号的矢量。输出向量ÿ包含相应的测量响应。

加载icEngine.matüÿt = 0.04 *(0:长度(u) 1);情节(t, u, t、y)传说(输入“u”“响应Y”

状态空间模型的估计

若要从此数据估计状态空间模型,请使用状态空间模型的估计现场编辑任务。您可以使用插入任务到脚本任务实时编辑器中的菜单。在这个脚本中,状态空间模型的估计已经插入。打开来试验任务的例子。

为了进行估算,在任务中,指定加载的输入和输出信号,üÿ和样本时间,0。04秒。(对于本例,您没有验证数据。)您还需要指定一个工厂订单。通常,您可以根据自己对系统的了解来猜测植物的顺序。一般来说,您希望使用最低的植物顺序,以提供一个合理的良好估计拟合。在状态空间模型的估计任务,用不同的植物顺序值进行实验,观察拟合结果,显示在输出图中。有关可用选项和参数的详细信息,请参见状态空间模型的估计任务参考页。

当你在任务变化的参数,它会自动更新进行估计和创建情节生成的代码。(要查看生成的代码,请点击在任务的底部。)

对于本例,在工厂订单4时,估计适合度约为72%。增加工厂订单并不能显著提高配合。因此,使用四阶工厂。类的摘要行中键入的变量名将生成已标识的状态空间模型状态空间模型的估计任务。在这个例子中,使用sys_id.使用完任务,识别出的状态空间模型试验后sys_id在MATLAB®工作空间中,您可以使用它进行附加设计和分析,与使用任何其他LTI模型对象的方法相同。例如,检查确定的状态空间模型的频率响应sys_id.

博德(sys_id)格

假设你想你设计一个PID控制器,它之前离散这种模式。要做到这一点,使用模式转换率任务。在任务中,选择辨识模型sys_id.指定一个采样时间足够快,以适应所识别的模型响应的共振,如0.025秒。您还可以选择不同的转换方法,以更好地匹配在共振附近的频率响应。举例来说,可使用双线性(塔斯廷)近似38.4弧度/秒,峰值响应的位置的prewarp频率。当你在任务设置进行试验,比较原始和转换的模型在波特图,以确保您满意的比赛。(有关参数和选项的详细信息,请参阅模式转换率任务参考页。)

模式转换率生成您键入到任务的摘要行的变量名称产生离散模型代码。在这个例子中,使用sys_d.

要确认离散模型捕获因共振的瞬态响应,比较原始辨识模型的阶跃响应的前几秒钟sys_id以及离散化模型sys_d.

步骤(sys_id sys_d 3)传说(“鉴定模式sys_id”“离散模型sys_d”

调控制器离散工厂模型

最后,使用调整PID控制器任务为调整离散化工厂的PI或PID控制器生成代码sys_d.本任务为一个指定的工厂设计一个PID控制器,假设其配置为如下图所示的标准的单元反馈控制配置。

在任务中,选择sys_d由于植物和实验的设置,如控制器的类型和响应时间。更改设置时,请选择输出图,以便观察任务生成的闭环响应。检查系统响应特性生成的闭环阶跃响应特性,例如上升时间和超调量的数值的显示。

在这个例子中,假设你想在15秒内闭环系统来解决,并且该系统可以容忍的不超过20%的过冲。调整控制器的设置,如控制器类型响应时间为实现这一目标。有关可用参数和选项的详细信息,请参阅调整PID控制器任务参考页。

设计的进一步分析

和其他实时编辑任务一样,调整PID控制器产生产生一个调谐控制器与键入到任务的摘要行的变量名的代码。在这个例子中,使用C.调整控制器CpidMATLAB工作空间中的模型对象,可用于进一步分析。例如,计算对工厂输出扰动的闭环响应sys_d,使用该控制器。检查响应和它的特性。

CLdist = getPIDLoopResponse(C,sys_d,“输出干扰”);步骤(CLdist)网格

你可以使用模型sys_idsys_d,C任何其他控制设计或分析任务。

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现场编辑任务

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