重新设计的控制系统设计者app简化了使用图形化和自动调优方法为反馈控制系统设计SISO控制器的工作流程。

有关使用的更多信息控制系统设计者,请参阅:

• 控制系统设计者

• 控制系统设计器调优方法

• 伯德图设计

• 利用自动调优方法设计补偿器

• 使用响应图分析设计

控制系统工具箱™现在包括以前需要鲁棒控制工具箱™许可证的自动调优工具。控制系统调谐器和systune命令从指定的高级设计目标自动调优控制系统，例如参考跟踪、干扰抑制和稳定裕度。

要调优控制系统，需要指定控制系统的可调元素。然后使用调优目标库捕获设计需求。该软件联合调整控制系统的所有自由参数，而不考虑体系结构、反馈循环的数量或是否在MATLAB中建模^®或仿真万博1manbetx软件^®．(调优在Simulink中建模的控制系统需要一个万博1manbetx万博1manbetxSimulink控制设计™许可证)。

有关使用这些工具的信息，请参见:

• 使用控制系统调谐器进行调谐

• 程序化的调优

你也可以使用systune为控制系统调整增益计划控制器的命令，在该控制系统中，设备动态随操作条件或时间而变化。有关更多信息，请参见增益调度．

新减速器模型App是一个交互式工具，用于计算高阶模型的降阶近似。使用低阶模型可以简化分析和控制设计。更简单的模型也更容易理解和操作。在为植物设计控制器之前，可以将植物模型简化为关注相关动态。或者，您可以使用模型约简来简化全阶控制器。使用下列任何一种模型约简方法，减速器模型帮助您减少模型顺序，同时保留对您的应用程序很重要的模型特征:

• 平衡截断-去除能量贡献低的状态。

• 极/零简化—消除消除或接近消除极零对。

• 模式选择—通过指定复杂平面中感兴趣的区域来选择模式。

减速器模型还提供响应图和错误图，以帮助确保降阶模型保留重要的动力学。

举个例子说明如何使用减速器模型,请参阅使用模型减速器App减少模型订单．有关模型约简的更多信息，请参见模型简化基础知识．

线性系统是被动当它不能自己产生能量，只能消耗最初储存在它里面的能量时。更一般地说，如果平均而言，增加输出需要增加输入，那么I/O映射就是被动的。被动控制通常是过程控制、远程操作、人机界面和系统网络安全需求的一部分。

使用以下新命令来分析线性系统的无源性:

• isPassive-检查线性系统的无源性。

• getPassiveIndex-计算线性系统的无源过剩或不足的各种度量。

• passiveplot-计算和绘制被动指数作为频率的函数。

从数学上讲，当系统的所有I/O轨迹都限制在I/O空间的一个特定扇区时，系统就是被动的。更一般地说，圆锥系统是一个轨迹位于给定圆锥扇区的系统。例如，在具有静态非线性的反馈回路的鲁棒控制中，会出现二次扇形界。下面的新命令可以让您分析线性系统在任何圆锥扇区中的位置。

• getSectorIndex-检查线性系统的输出轨迹是否位于特定的圆锥扇区。计算相对行业指数，这是一种衡量轨迹与行业之间契合程度的指标。

• getSectorCrossover-计算轨迹范围穿过扇区边界的频率。

• sectorplot-计算并绘制扇区指数作为频率的函数。

新的调优目标使您可以在使用控制系统调优器或systune命令。

有关被动和扇区边界概念的更多背景和细节，请参见:

• 关于被动和被动指数

• 关于行业界限和行业指数

您现在可以执行平衡截断模型约简，并基于在指定时间和频率间隔内计算的状态能量计算汉克尔奇异值。

• 若要执行限频或限时平衡截断，请使用balredOptions设置间隔时间或FreqIntervals的选项balred命令。当你使用这些选项时，balred确定要截断哪些状态，仅根据它们在指定间隔内的能量贡献。有关更多详细信息，请参阅参考页balredOptions而且balred．

• 要计算或绘制特定时间或频率的汉克尔奇异值，请使用hsvdOptions或hsvoptions设置间隔时间而且FreqIntervals的选项hsvd而且hsvplot命令,分别。有关更多详细信息，请参阅参考页hsvdOptions．

的新功能克命令，计算限时和限频的可控性和可观察性葛兰姆。详细信息请参见克新的gramOptions命令。

新sampleBlock而且rsampleBlock命令样本控制设计块在一个广义模型，如一族或号航空母舰模型。您可以对可调块、不确定块或两者进行抽样。输出是通过将采样块替换为您指定的值(sampleBlock)或随机值(rsampleBlock)．这些函数的一些用法包括:

• 通过随机或跨网格改变可调参数来执行灵敏度分析。

• 通过在不确定范围内改变参数来研究鲁棒性。

有关更多信息，请参见sampleBlock而且rsampleBlock参考页面。

新spectralfact命令计算LTI模型的谱分解。模型的光谱分解H是:

H = g '* s * g，

在哪里年代是对称矩阵和G是一个具有单位(单位)馈通的正方形、稳定和最小相位系统。H必须满足H = H'．有关更多信息，请参见spectralfact参考页面。

可调控制设计块已重新命名。从R2016a开始，使用以下块名:

此外，可调状态空间和可调传递函数块的一些性质也发生了变化。有关更多信息，请参见功能被删除或更改．

其余的块功能和属性保持不变。

兼容性的考虑

如果代码使用可调控件设计块，请修改代码以使用新的块名。有关更多信息，请参见重命名可调控制设计块．

新的数字LTI模型pid2而且pidstd2专门用于建模二自由度(2-DOF) PID控制器。这些类似于1-DOF PID模型pid而且pidstd．

使用pid2而且pidstd2用PID参数直接表示2-DOF PID控制器，用并行表示(pid2)或标准(pidstd2)的形式。例如,C2 = pid2(Kp,Ki,Kd,Tf,b,c)创建了一个具有比例、积分和导数增益的并行形式的2自由度PID控制器Kp，Ki,Kd，导数滤波时间常数特遣部队，和设定值权重b而且c．在以前的版本中，要建模2-DOF PID控制器，必须推导控制器的等效传递函数(或其他模型)，不能直接存储2-DOF PID参数。

的pid2而且pidstd2命令还可以从表示2-DOF PID控制器的任何类型的LTI对象转换为PID。

该版本还包括新的功能，以帮助您使用2-DOF PID控制器。这些功能包括:

• getComponents—从2自由度中提取两个SISO控制组件pid2或pidstd2控制器。

• make1DOF而且make2DOF-转换1自由度pid而且pidstd控制器到2自由度pid2而且pidstd2控制器，反之亦然。

• piddata2而且pidstddata2—2自由度PID控制器接入参数。

有关使用2-DOF PID控制器对象的更多信息，请参见:

• 二自由度PID控制器

• pid2而且pidstd2函数参考页面

你现在可以使用pidtune和PID调谐器调优二自由度(2-DOF) PID控制器的所有参数，包括设定点权重b而且c．当你打电话时pidtune或打开PID调谐器应用程序与植物，该软件自动调优块的所有参数，以实现性能和鲁棒性之间的平衡。当您使用响应时间和瞬态行为滑块调整平衡，PID调谐器调整所有参数，包括b而且c如果有必要的话)。

PID调谐器和pidtune还包括具有固定设定点权重的2-DOF PID控制器的整定选项，如I-PD (b= 0,c= 0)和P-ID (b= 1,c= 0)。

欲了解更多信息，请参见:

• 2自由度PID控制器(PID调谐器)

• 2自由度PID控制器(命令行)

• PID调优控制器类型

在PID调谐器中，你现在可以让当前控制器在任何时候设计基线控制器。该特性允许您比较PID调谐器控制器设计的性能与通过进一步调整设计获得的控制器的性能。

要使当前PID调谐器设计基线控制器，单击出口箭头并选择另存为基线．

当您这样做时，当前的调优响应将变成基线响应。对当前设计的进一步调整创建了新的调谐响应线。

以前，您只能在使用语法打开PID Tuner时指定一个基线控制器pidTuner (sys, C0)．

有关在PID调谐器中分析控制器性能的更多信息，请参见PID调节器设计分析．

默认值为now假为输入延迟，输出延迟,内部延迟，在固定的条目“LPV系统块参数”对话框。一个假值表示模型延迟在模拟过程中被视为免费的。

有关更改默认值的信息，请参见LPV系统阻塞引用页面。

默认情况下，显示相位响应的响应图(如Bode和Nichols图)显示精确的相位。您可以通过取消检查使这些图将相位包装到区间[0º，360º)中打开相在情节属性编辑器。以前，取消选中该选项会导致图将相位包装成[-180º，180º)。这一改变使得在分析图上更容易可视化180º相位交叉。

默认的情节行为(精确的或未包装的阶段)没有改变。返回数值相位响应数据的命令行为，例如波德，也是不变的。这些命令总是返回未包装的阶段。

控制器调谐PID调谐器应用程序或者是pidtune命令现在在默认情况下产生更好的干扰抑制。对于给定的目标相位裕度，整定算法选择PID系数，以实现参考跟踪和输入干扰抑制之间的平衡。如果你需要比默认算法提供的更好的干扰抑制或更好的参考跟踪，PID调谐器和pidtune有一个新的设计焦点选项。使用此选项可以改变调优算法在参考跟踪和输入干扰抑制之间设置的平衡。例如，将设计焦点设置为参考跟踪，提高了调谐控制器的参考跟踪性能，但在抑制干扰方面付出了一定的代价。类似地，将设计焦点设置为输入干扰抑制，可以提高抑制效果，但也要付出一定的参考跟踪代价。当整定PID时，改变设计焦点是最有效的和PIDF而不是具有较少自由参数的控制器，如PI。

要在PID调谐器中使用“设计焦点”选项，单击选项选择一个设计重点焦点菜单。

你仍然可以使用响应时间而且瞬态行为滑块进一步调整参考跟踪和输入干扰抑制之间的平衡。

指定用于命令行调优的设计焦点pidtune,使用pidtuneOptions设置DesignFocus选择。例如，以下命令为工厂设计一个PIDF控制器G交叉频率为10 rad/s，指定参考跟踪作为设计重点。

opt = pidtuneOptions(“DesignFocus”，“reference-tracking”）;C = pidtune(G，“pidf”10、选择);

有关使用设计焦点选项的更多信息，请看到的:

• 整定PID控制器，有利于参考跟踪或干扰抑制(PID整定器)

• 调整PID控制器有利于参考跟踪或干扰抑制在命令行

有关使用PID调谐器的更多信息，请参见用PID调节器设计PID控制器．有关命令行PID调优的更多信息，请参见基于命令行的PID控制器设计．

中指定代码生成设置LPV系统块。中指定这些设置代码生成块参数对话框的选项卡。

有关线性参数变化模型的更多信息，请参见线性参数变模型．

方法连接动态系统模型时连接命令，您现在可以指定分析点位置作为命令的输入参数。下面的语法通过连接多个模型来创建具有分析点的动态系统模型sys1 sys2,…,sysN：

输入而且输出是指定相互连接模型的输入和输出名称的字符串向量。APs是一个字符串向量，列出要插入分析点的信号位置。软件自动插入AnalysisPoint用与这些位置对应的通道阻塞。以前，你必须创造AnalysisPoint块，并将它们包含在要连接的模型列表中。

例如，考虑下面的控制系统。

使用连接为了建立这个系统，在工厂输入处有一个分析点，u．

这些命令返回一个通用的状态空间(一族)带有一个的模型AnalysisPoint块。例如，您可以使用分析点来提取系统的开环响应u：

有关更详细的示例，请参见标记闭环模型中的分析点．有关在动态系统模型中使用分析点的更多信息，请参见AnalysisPoint参考页面。

LTI Viewer应用程序现在被称为线性系统分析器。应用程序的功能没有变化。

你可以通过两种方式访问线性系统分析器:

• 从MATLAB桌面，在应用程序选项卡，在控制系统设计与分析部分中,点击线性系统分析仪．

• 从MATLAB命令行中，使用linearSystemAnalyzer函数。以前，这个函数被调用ltiview．使用ltiview打开线性系统分析器在此版本中不会产生错误，但该功能可能在未来的版本中被删除。

兼容性的考虑

如果您有脚本或函数使用ltiview在美国，可以考虑用linearSystemAnalyzer．

的sisotool函数现在被调用controlSystemDesigner．的controlSystemDesigner打开SISO设计工具。您也可以从MATLAB桌面访问SISO设计工具。在应用程序选项卡，在控制系统设计与分析部分中,点击控制系统设计者．

使用sisotool打开SISO设计工具在此版本中不会产生错误，但该功能可能在未来的版本中被删除。

兼容性的考虑

如果您有脚本或函数使用sisotool在美国，可以考虑用controlSystemDesigner．

的新语法getBlockValue命令现在返回广义模型的所有控件设计块的当前值(一族)。下面的语法返回一个结构，年代中的块的名称一族模型米．字段的值是数值LTI模型或等于相应控制设计块的当前值的数值。

此语法允许您将块值从一个通用模型转移到另一个使用相同控制设计块的模型，如下所示:

有关更多信息，请参见getBlockValue参考页面。

兼容性的考虑

前面，语法getBlockValue (M)的块的当前值米作为一个向量列表:

(Val1, Val2,…，ValN] = getBlockValue(M)

现在，使用此语法会导致错误。通过将块名指定为输入参数，您仍然可以获得列表中的块值，如下所示。

(Val1, Val2,…，ValN] = getBlockValue(M,Blkname1,Blkname2,...,BlknameN)

本版本介绍了LPV系统块。在Simulink中使用此块表示线性参数变化(LPV)系统。万博1manbetx

LPV系统是一个线性状态空间系统，它的动态变化是某些时变参数的函数调度参数．数学上，LPV系统表示为:

在哪里

• u (t)是输入

• y (t)输出

• x (t)模型状态是否具有初始值x0

• $dx（t)$ 是状态导数向量吗 $\stackrel{\dot{}}{x}$ 对于连续时间系统和状态更新向量 $x（t+\Delta T)$ 对于离散时间系统。ΔT是采样时间。

• (p)，B (p)，C (p)而且D (p)状态空间矩阵是否由调度参数向量参数化p．

• 的参数P = P (t)是输入和模型状态的可测量函数。它们可以是标量，也可以是由几个参数组成的向量。调度参数的集合定义调度空间在此基础上定义LPV模型。

线性系统可以扩展为包含系统状态、输入和输出信号中的偏移量。在数学上，LPV系统可以用以下公式表示:

$\overline{dx}（p)，\bar{x}（p)，\bar{u}（p)，\bar{y}（p)$ 的值中的偏移量是吗dx (t)，x (t)，u (t)而且y (t)在给定的参数值下P = P (t)．

LPV系统可以被认为是一个非线性系统在调度参数值网格上的一阶近似。例如，您可以在平衡运行条件网格上的给定输入和输出端口之间对Simu万博1manbetxlink模型进行线性化。模型的输入、输出和每个操作点的状态值定义了偏移量，通过线性化得到的线性状态空间模型定义了状态空间数据。这样生成的LPV系统可以作为原始模型的代理，以促进更快的仿真和控制系统设计。有关更多信息，请参见线性参数变模型．

LPV System块在调度参数值网格上接受状态空间矩阵和偏移量。状态空间矩阵必须指定为模型对象数组．的SamplingGrid属性定义LPV系统的调度参数。关于使用这个块的例子，请参见:

• 用LTI阵列模拟多模动力学

• 利用LTI系统阵列逼近非线性行为

• 升压变换器模型的LPV近似

使用卡尔曼滤波器块在线估计线性时不变系统和线性时变系统的状态。在系统运行期间，当有新的数据可用时，对状态进行估计。系统可以是连续时间的，也可以是离散时间的。您可以使用代码生成产品为该块生成代码，例如s manbetx 845万博1manbetx仿真软件编码器™．

您可以从“控制系统工具箱”库访问此块。有关使用此块的示例，请参见基于时变卡尔曼滤波器的状态估计．

新AnalysisPoint块是一个单位增益控制设计块，您可以插入到控制系统模型的任何地方，以标记感兴趣的点，用于线性分析和调优。合并AnalysisPoint块变为广义状态空间(一族)通过将它们与数值LTI模型和其他控制设计块相互连接来控制系统模型。控件在控制系统模型中标记位置时AnalysisPoint块，您可以将该位置用于线性分析任务，例如使用getIOTransfer或getLoopTransfer．您还可以使用这些位置来指定控制系统调优的设计要求systune或控制系统调谐器(需要鲁棒控制工具箱软件)。

有关使用的更多信息AnalysisPoint块,见:

• AnalysisPoint参考页面

• 多通道分析点控制系统

• 控制系统分析与设计中的信号管理

兼容性的考虑

AnalysisPoint取代了loopswitch控制设计块。

包含loopswitch块继续工作，以便向后兼容。但是，建议您使用AnalysisPoint新型号的积木。如果您有脚本或函数使用loopswitch块，考虑更新它们以使用AnalysisPoint代替。

有关文件loopswitch,请参阅loopswitch在R2014a文档中。

的pidtool函数现在被调用pidTuner．打开PID调谐器，使用pidTuner命令或，在MATLAB桌面应用程序选项卡上,单击PID调谐器．

使用pidtool在此版本中不生成错误，但该函数可能在未来的版本中被删除。

兼容性的考虑

如果你有脚本使用pidtool在美国，可以考虑用pidTuner．

的getSwitches函数现在被调用getPoints的重命名来匹配loopswitch来AnalysisPoint．使用getSwitches在此版本中不生成错误，但该函数可能在未来的版本中被删除。

兼容性的考虑

如果您有脚本或函数使用getSwitches在美国，可以考虑用getPoints．

重新设计的PID调谐器简化了交互整定PID控制器的工作流程，用于参考跟踪和干扰抑制。

要访问PID调谐器，使用pidtool命令。例如，要调优LTI模型的PI控制器，G：

有关PID调谐器的更多信息，请参见用PID调节器设计PID控制器．

如果您有系统识别工具箱™软件，您可以使用PID调谐器来拟合线性模型从您的系统测量的SISO响应数据，并为得到的模型调优PID控制器。例如，如果您想为制造过程设计一个PID控制器，您可以从系统上的碰撞测试的响应数据开始。

PID调谐器使用系统识别从响应数据估计LTI模型。您可以以交互方式调整识别的参数，以获得具有符合响应数据的响应的LTI模型。PID调谐器自动调优PID控制器的估计模型。然后可以交互式地调整调谐控制系统的性能，并保存估计的设备和调谐控制器。

示例请参见从响应数据中交互式估计设备参数．

使用新的freqsep命令，用于将数值LTI模型分离为快速和慢速组件。freqsep允许您指定分解模型的截止频率。慢分量包含固有频率低于截止频率的极点。快速组件包含在截止点或以上的极点。

有关更多信息，请参见freqsep参考页面。

当你打电话给潮湿的命令不带输出参数，则显示结果现在包含每个极点的时间常数。时间常数的计算公式如下:

ω_n是极点的固有频率，和ζ是阻尼比。

兼容性的考虑

对于样本时间不确定的离散时间系统(Ts = -1)，潮湿的现在通过假设计算固有频率和阻尼比Ts = 1．之前，软件返回［］这类系统的固有频率和阻尼比。

潮湿的按增加固有频率的顺序返回输出。因此，这一变化可能导致具有未指定采样时间的系统的重新排序极点。

有关输出的更多信息，请参见潮湿的参考页面。

在“控制系统工具箱”中，您可以通过对一个或多个自变量进行抽样，导出数值或广义LTI模型的数组。新SamplingGrid属性跟踪与该数组中每个模型相关的变量值。

将此属性设置为一个结构，其字段为采样变量的名称，并包含与每个模型相关联的采样变量值。所有采样变量都应该是数值和标量值，所有采样值的数组都应该匹配模型数组的尺寸。

例如，假设你创建了一个11 × 1的线性模型数组，sysarr，通过对线性时变系统进行快照T = 0:10．下面的代码使用线性模型存储时间样本。

有关其他示例，请参见:

• 有两个参数变化的数组

• 参数研究的可调(参数)模型样本

默认情况下，连接命令丢弃对互连系统的输入和输出之间的路径不产生动态影响的状态。您现在可以有选择地保留这种不连接的状态。例如，当您希望从组件的已知初始状态值计算相互关联的系统响应时，此选项可能很有用。

指导连接若要保留未连接的状态，请使用newconnectOptions使用现有的连接命令。

有关更多信息，请参见connectOptions参考页面。

的连接命令现在总是返回状态空间模型，例如党卫军，一族,或号航空母舰模型，除非一个或多个输入模型是频率响应数据模型。在这种情况下，连接返回频率响应数据模型，例如的朋友或genfrd模型。

有关更多信息，请参见连接参考页面。

兼容性的考虑

在以前的版本中，连接返回一个特遣部队或zpk当所有输入模型都为特遣部队或zpk模型。因此,连接现在可以在以前返回的情况下返回状态空间模型特遣部队或zpk模型。

新updateSystem命令将用于计算响应图的系统数据替换为来自不同动态系统的数据，并更新图。updateSystem例如，它可以使GUI中的图形响应交互输入而更新。

欲了解更多信息，请参见:

• updateSystem参考页面

• 使用交互式情节更新构建GUI

的getLoopID函数现在被调用getSwitches以便更清楚地反映功能的目的。使用getLoopID在此版本中不生成错误，但该函数可能在未来的版本中被删除。

兼容性的考虑

如果您有脚本或函数使用getLoopID在美国，可以考虑用getSwitches．

的LoopID的属性loopswitch现在调用模型组件位置以便更清楚地反映物业的用途。使用LoopID在此版本中不会产生错误，但在未来的版本中可能会删除该名称。

兼容性的考虑

的脚本或函数LoopID属性，请考虑更新要使用的代码位置代替。

PID调谐器现在有一个瞬态行为强调参考跟踪或干扰抑制的滑块。当你打开PID调谐器时，该工具在时间域设计模式，显示参考跟踪响应的阶跃图。新瞬态行为滑块位于响应时间滑块。

您可以使用瞬态行为滑块时:

• 调谐系统的抗扰响应太慢，不符合您的要求。在这种情况下，尝试移动瞬态行为滑块向左，使控制器更积极的干扰抑制。

• 调谐系统的参考跟踪响应超出了您的要求。在这种情况下，尝试移动瞬态行为滑块向右增加控制器的鲁棒性和减少超调。

在频域设计模式，PID调谐器有带宽而且阶段保证金滑块。这些滑块是频域的等价物响应时间而且瞬态行为分别滑块。

新的控制设计块允许您指定更多的控制结构和更多类型的约束在MATLAB中的固定结构控制系统调优:

• ltiblock.pid2-可调二自由度PID控制器

• loopswitch-控制设计块，用于指定可调对象中的反馈回路打开位置一族控制系统的模型

您可以使用这些控制设计块来构建用于使用鲁棒控制工具箱调优命令进行调优的控制系统，例如systune而且looptune．有关更多信息，请参见ltiblock.pid2而且loopswitch参考页面。

新的命令允许您从表示控制系统的广义LTI模型计算开环和闭环响应。

• getLoopTransfer计算控制系统的广义LTI模型的点对点开环响应loopswitch块。新命令getLoopID返回此类循环打开站点的列表。

• getIOTransfer—提取控制系统指定输入到指定输出的闭环响应。

这些命令对于验证使用鲁棒控制工具箱调优命令调优的控制系统的响应函数特别有用，例如systune．

此外，新的showTunable命令显示控制系统广义LTI模型中可调组件的当前值。此命令用于查询使用鲁棒控制工具箱调优命令调优的控制系统的调优参数值systune．

有关更多信息，请参阅这些新命令的参考页面和以下主题:

• 广义模型

• 具有可调系数的模型

新“elem”Flag导致对模型查询命令的模型数组进行elementwise操作:

• hasInternalDelay

• hasdelay

• isstatic

• 伊斯雷尔

• isfinite

• isproper

• 趋于稳定

例如，对于一个数组，sysarray的动态系统模型，

返回一个逻辑数组。B大小相同的sysarray指示相应型号是否在sysarray包含时间延迟。没有“elem”国旗,

返回等于的标量逻辑值1如果任何条目sysarray包含时间延迟。

兼容性的考虑

isfinite而且趋于稳定方法调用时返回标量逻辑值“elem”国旗。在此之前,isfinite而且趋于稳定默认返回一个逻辑数组。

如果您有脚本或函数使用isfinite (sysarray)或趋于稳定(sysarray)，将这些通话替换为isfinite (sysarray elem)或趋于稳定(sysarray elem)执行elementwise查询并获取逻辑数组。

控制系统工具箱软件包括两个新的频率分析命令:

• getPeakGain-动态系统模型的频率响应峰值增益

• getGainCrossover-系统增益超过指定增益水平的频率

有关更多信息，请参见getPeakGain而且getGainCrossover参考页面。

这些函数使用数值算法的sloot库。有关sloot库的更多信息，请参见http://slicot.org．

的新语法pidtune让您直接指定目标交叉频率作为输入参数。例如，下面的命令设计一个PI控制器，C，用于植物模型sys．该命令还指定了一个目标值wc为开环响应的0 dB增益交叉频率L = sys*C．

以前，你必须使用pidtuneOptions指定目标交叉频率。

有关更多信息，请参见pidtune参考页面。

对于离散动态系统模型，输入信号由冲动现在是单位面积的脉冲长度吗Ts和高度1 / Ts．Ts为离散时间系统的采样时间。在此之前,冲动施加脉冲长度Ts单位高度。

兼容性的考虑

此更改的结果包括:

• 脉冲响应的幅值由冲动而且impulseplot的比例为1 / Ts相对于以前的版本。

• 使用脉冲不变式(“冲动”)法汇集返回按比例缩放的模型Ts与以前的版本相比。这种缩放保证了连续时间模型的频率响应和脉冲不变离散化之间的紧密匹配Ts接近零(对于严格正确的模型)。在以前的版本中，频率响应的差异系数为Ts．

的d2c命令现在支持将离散时间动万博1manbetx态系统模型转换为连续时间的一阶保持(FOH)方法。FOH方法通过执行输入的线性插值进行转换，假设控制输入在采样周期内是分段线性的。有关使用此方法的更多信息，请参见d2c参考页及连续-离散转换方法．

的tzero命令计算SISO和MIMO动态系统模型的不变零。对于最小的实现，tzero计算传输零。tzero也返回系统传递函数的正规秩。有关更多信息，请参见tzero参考页面。

使用系统识别工具箱软件创建的识别线性模型现在可以直接与控制系统工具箱分析和补偿器设计命令一起使用。在以前的版本中，这样做需要转换到控制系统工具箱LTI模型类型。

已识别的线性模型包括idfrd，中的难点，idproc，idtf，idgrey而且idpoly模型。

识别的线性模型可以直接用于:

• 任何在动态系统上运行的控制系统工具箱或鲁棒控制工具箱功能，包括:

  • 反应图-尼克尔斯，保证金,rlocus

  • 〇简化模型pade，balred而且minreal

  • 系统互连-系列，平行，反馈而且连接

  要查看这些函数的完整列表，请输入:

  方法(“DynamicSystem”)

• 分析和设计工具等ltiview，sisotool而且pidtool．

• Simulink模型中的LTI系统块。万博1manbetx

您现在可以使用公式字符串来指定和结的行为sumblk．例如，要创建一个求和结，年代，它取信号之间的差r而且y产生信号e，输入以下命令:

此外,这两个sumblk而且连接现在支持万博1manbetx基于矢量的信号命名，用于互连多输入多输出(MIMO)模型。有关更多信息，请参见sumblk而且连接参考页面。

下面的新命令允许您检查和设置的值控制设计模块在广义LTI模型：

• getValue-获得广义模型的名义值(替换getNominal)

• setValue—修改“控制设计块”的值

• getBlockValue-获得广义模型中控制设计块的标称值

• setBlockValue-在广义模型中设置控制设计块的值

• showBlockValue-在广义模型中显示控制设计块的标称值

有关这些命令的更多信息，请参阅每个命令的参考页面。

控制系统工具箱包括新的模型对象，您可以使用这些对象来表示具有可调组件的系统。您可以使用这些模型进行参数研究或控制器综合使用hinfstruct(需要鲁棒控制工具箱)。新的模型类型包括:

• 控制设计模块-参数组件，用于构建控制系统的可调模型。控制设计块包括:

  • realp-可调真实参数

  • ltiblock.gain-可调谐静态增益块

  • ltiblock.tf-系数可调的定阶SISO传递函数

  • ltiblock.ss-系数可调的固定阶状态空间模型

  • ltiblock.pid-系数可调的单自由度PID控制器

• 广义矩阵-包含参数(可调)值的矩阵。广义矩阵是genmat模型。

• 广义和不确定LTI模型-表示具有固定系数和可调系数的系统的模型。广义LTI模型包括:

  • 一族-广义状态空间模型

  • genfrd-广义频响数据模型

  这些模型来自于数值LTI模型之间的相互连接(例如特遣部队，党卫军,或的朋友)和控制设计块。您还可以创建一族的模型特遣部队或党卫军包含一个或多个的命令realp或genmat输入。

该版本还添加了用于处理广义模型的新函数:

• getNominal-广义模型标称值

• replaceBlock-替换广义模型中的控制设计块

• nblocks-广义模型的块数

• isParametric-确定模型是否有可调块

• getLFTModel-分解广义模型

有关新的模型类型和包含可调系数的建模系统的更多信息，请参见下面的控制系统工具箱用户指南：

• 模型对象的类型

• 具有可调系数的模型

所有的线性模型对象现在有一个TimeUnit属性，用于指定时间变量的单位、连续时间模型中的时间延迟和离散时间模型中的采样时间。默认时间单位为秒。您可以指定时间单位，例如，小时。看到指定模型时间单位为例子。

频率响应数据(的朋友而且genfrd)型号也有新的FrequencyUnit属性用于指定频率向量的单位。默认频率单位为rad / TimeUnit,在那里TimeUnit是系统时间单位。您可以指定单位，例如KHz，独立于系统时间单位。看到指定频率响应数据模型的频率单位为例子。如果您的代码使用单位频率响应数据模型的特性，它继续像以前一样工作。

有关可用的时间和频率单位选项，请参阅模型参考页。

改变了TimeUnit而且FrequencyUnit属性更改整个系统行为。如果您想简单地更改时间和频率单位而不修改系统行为，请使用chgTimeUnit而且chgFreqUnit,分别。

模型的时间和频率单位默认出现在响应图上。对于多个系统，使用第一个系统的单位。你可以改变时间轴和频率轴的单位:

• 图形化，使用以下编辑器:

  • 工具箱首选项编辑器

  • LTI查看器首选项编辑器

  • 图形调优窗口首选项编辑器

  • 属性编辑器单独的地块

• 通过编程方式，设置以下plot的属性:

  • TimeUnits对于时域图使用timeoptions

  • FreqUnits对于频域图，例如，bodeoptions

创建的新要求pid而且pidstd控制器对象确保导数滤波器极点总是稳定的。

• 离散时间pid带有导数滤波器的控制器(特遣部队≠0)和Dformula设置为“ForwardEuler”，采样时间Ts必须小于2 *特遣部队．

• 离散时间pidstd带有导数滤波器的控制器(N≠正),Dformula设置为“ForwardEuler”，采样时间Ts必须小于2 * Td / N．

• 的梯形值DFormula在离散时间不能使用pid或pidstd无导数滤波器的控制器(Tf = 0或N = Inf)．

兼容性的考虑

在加载pid或pidstd在以前版本下保存的控制器，软件改变了控制器的某些属性，没有稳定的导数滤波极点。

• 离散时间pid带有导数滤波器的控制器(特遣部队≠0),Dformula设置为“ForwardEuler”，采样时间Ts≥2 *特遣部队，导数滤波时间重置为Tf = Ts．

• 离散时间pidstd带有导数滤波器的控制器(N≠正)，Dformula设置为“ForwardEuler”，采样时间Ts≥2 * Td / N，导数滤波器常数重置为N = Td/Ts．

• 离散时间pid或pidstd无导数滤波器的控制器和DFormula = '梯形'，导数滤波积分器公式重置为DFormula = 'ForwardEuler'．

当软件更改这些值时，会发出警告。如果您收到这样的警告，请验证您的控制器，以确保新值达到所需的性能。

现在可以表示离散时间特遣部队而且zpk根据逆移位算子建模问^ 1．的变量问^ 1等于z ^ 1．

注意:的新定义与系统标识工具箱中的定义一致问^ 1．

方法使用新变量变量物业的性质特遣部队或zpk模型问^ 1．例如，输入:

创建以下离散时间传递函数:

当你设置变量来问^ 1，特遣部队将分子和分母向量解释为的升幂问^ 1．

有关更多信息，请参见特遣部队而且zpk参考页面。

这个版本介绍了建模和设计PID控制器的专用工具。

基于新型PID调谐器GUI的PID控制器设计

新的PID调谐器GUI允许您根据所需的响应特性交互式调优PID控制器。使用GUI，您可以调整和分析控制器的性能响应图，如参考跟踪、负载干扰抑制和控制器的努力，在时间和频域。

PID调谐器支持所有类型的S万博1manbetxISO工厂模型，包括:

• 连续或离散时间植物模型

• 稳定的、不稳定的或集成的工厂模型

• 包含I/O时延或内部时延的工厂模型

有关使用PID调谐器的更多信息，请参见:

• PID控制器的设计在控制系统工具箱入门指南

• 新的演示用PID调谐器设计抗扰PID

基于新pidtune命令的PID控制器设计

新pidtune命令让你在命令行调整PID控制器增益。

pidtune自动调整PID增益以平衡性能(响应时间)和鲁棒性(稳定裕度)。您可以使用新的方法指定自己的响应时间和相位裕度目标pidtuneOptions命令。

pidtune万博1manbetx支持所有类型的SISO工厂模型，包括:

• 连续或离散时间植物模型。

• 稳定的、不稳定的或集成的工厂模型。

• 包含I/O时延或内部时延的工厂模型。

• 工厂模型的数组。如果sys是一个数组，pidtune为阵列中的每个设备设计单独的控制器。

有关更多信息，请参见:

• 的pidtune而且pidtuneOptions参考页面

• 新的控制系统工具箱演示PI控制器串级控制系统的设计

用并行形式或标准形式建模PID控制器

新的LTI模型对象pid而且pidstd专门为PID控制器建模。

与pid而且pidstd可以直接用PID参数建模PID控制器，用并行表示(pid)或标准(pidstd)的形式。的pid而且pidstd命令还可以从表示PID控制器的任何类型的LTI对象转换为PID。

以前，要建模一个PID控制器，你必须推导出控制器的等效传递函数(或其他模型)，不能直接存储PID参数。

有关更多信息，请参见pid而且pidstd参考页面

该版本包括对SISO设计工具的自动调优窗格中的PID调优选项的改进。

除了鲁棒响应时间调优算法外，SISO设计工具还提供了一系列经典的设计公式，包括:

• 近似米-受限积分增益优化(MIGO)频率响应

• 近似MIGO步长响应

• Chien-Hrones-Reswick

• Skogestad内模控制(IMC)

• 齐格勒-尼科尔斯频率响应

• 齐格勒-尼科尔斯阶跃响应

有关使用SISO设计工具的信息，请参见SISO设计工具在控制系统工具箱用户指南．有关SISO设计工具中自动PID整定选项的详细信息，请参见PID调优在控制系统工具箱用户指南．

现在，您可以使用SISO设计工具同时分析多个模型的控制器设计。该功能可以帮助您分析控制器是否满足系统的设计要求，而系统的确切动态是未知的，可能会有所变化。

由于参数的变化或操作条件的不同，系统动力学可能会发生变化。你代表了植物系统动力学的变化(G)、传感器(H)，或两者都在反馈结构中使用LTI模型的数组．然后，针对阵列中的一个标称模型设计控制器，并利用设计分析图分析该控制器满足其余模型的设计要求。欲了解更多信息，请参见:

• 多模型控制设计分析在“控制系统工具箱”文档中。

• 一套装置模型的补偿器设计演示。

• 直流电机参数变化的参考跟踪演示在万博1manbetxSimulink控制设计软件

的输出repsys命令在使用单一维度参数调用时已更改。

的输出repsys (sys, N)和的一样吗追加(sys,…,sys)．

现在,repsys (sys, N)返回相同的结果repsys (sys, [N N])．

的其他语法的结果repsys没有改变。

看到repsys而且附加更多信息参考页面。

兼容性的考虑

的前一个结果的代码repsys (sys, N)不再返回该结果。若要得到上述结果，请替换repsys (sys, N)与sys *眼(N)．

的汇集命令现在可以在离散线性模型时近似分数时间延迟tustin或匹配方法。新c2dOptions命令允许您指定一个可选的Thiran全通过滤器。Thiran滤波器近似于分数延迟，以改进连续和离散模型之间的相位匹配。在此之前,汇集方法时，将分数阶时间延迟舍入为采样时间的最接近倍数tustin或匹配方法。有关更多信息，请参见汇集而且c2dOptions参考网页及连续-离散转换方法在控制系统工具箱用户指南．

新命令c2dOptions，d2dOptions,d2cOptions使指定选项更容易

• 离散化使用汇集

• 重采样使用d2d．

• 使用从离散时间到连续时间的转换d2c．

兼容性的考虑

此版本不支持prewarp方法汇集，d2d,d2c．相反,使用c2dOptions，d2dOptions,或d2cOptions指定tustin方法和一个曲前频率。有关更多信息，请参见连续-离散转换方法和汇集，d2d,d2c参考页面。

您现在可以从中删除所选数据的朋友模型使用新的fdel命令。例如，使用fdel:

• 删除虚假的或不需要的数据的朋友根据测得的频率响应数据创建模型。

• 删除相交频率的数据的朋友在将它们合并成一个单独的模型之前的朋友模型与fcat，只能归并的朋友不包含公共频率的模型。

有关更多信息，请参见fdel参考页面。

在SISO设计工具中，您现在可以为工厂模型设计补偿器:

• 包含时间延迟

  以前，在设计补偿器之前，必须对延迟进行近似计算。

• 指定为频率响应数据(FRD)

有关使用SISO设计工具设计补偿器的更多信息，请参见SISO设计工具．

现在，您可以使用新的自动PID整定算法鲁棒响应时间(Robust Response Time)来调优补偿器，该算法可在SISO设计工具中获得。你指定开环带宽和相位裕量，软件计算PID参数，以稳健性稳定你的系统。

有关使用自动调优方法调优补偿器的信息，请参见自动调优．

的变量问现在用标准的方式定义为前移算符吗z．在此之前,问被定义为z^－1．

注意:的新定义与系统标识工具箱中的定义一致问．

兼容性的考虑

如果您使用问变量，当您执行以下操作时，可能会收到与以前版本不同的结果:

• 创建一个传递函数

• 修改全国矿工工会或窝已有传递函数的性质

结果传递函数不同于以前的版本

• 变量属性设置为问

• 全国矿工工会而且窝属性有不同的长度

例如，以下代码:

H = tf([1,2]，[1 3 8]，0.1，'Variable'，'q')

以前，代码返回传递函数

两个传递函数的分子不同。

你现在可以设计线性-二次-高斯(LQG)伺服控制器设置点跟踪使用新的lqi而且lqgtrack命令。该补偿器确保系统输出跟踪参考命令，并拒绝过程干扰和测量噪声。

有关形成LQG伺服控制器的更多信息，请参见线性二次高斯(LQG)设计,lqi参考页和lqgtrack参考页面。

当前旗帜从lqgreg移动到kalman

的“当前”国旗从lqgreg函数到卡尔曼函数。

兼容性的考虑

以下代码:

kest = kalman(sys,Qn,Rn) c = lqgreg(kest,k)

要更新您的代码以返回与以前版本中相同的结果，请使用带有添加的字符串的以下代码“延迟”在卡尔曼命令:

kest = kalman(sys,Qn,Rn，'delayed') c = lqgreg(kest,k)

的当前标志中使用这些函数的信息卡尔曼函数，请参见卡尔曼而且lqgreg参考页面。

函数可以将离散时间系统上采样到原始采样率的整数倍，而不会在时间或频域中产生任何失真upsample命令。

有关上采样的更多信息，请参见upsample参考页及对离散时间系统进行上样在控制系统工具箱用户指南．

您现在可以缩放状态空间模型，以在感兴趣的频带上最大化精度预分频命令和关联的GUI。当您不能在所有频率上都获得良好的精度，并且需要进行一些权衡时，请使用此功能。当精度可能较差时，会发出警告，建议使用预刻度。

有关设置用于缩放状态空间实现的频带的更多信息，请参见缩放状态空间模型和预分频参考页面。

方法，可以根据指定的排列对状态空间模型的状态进行重新排序xperm命令。

有关重新排序状态的更多信息，请参见xperm参考页面。

您现在可以使用图形绘图工具对控制系统工具箱响应图进行以下更改:

• 系统名称

• 线颜色

• 线条样式

• 线宽

• 标记类型

有关使用图工具自定义响应图外观的详细信息，请参见使用绘图工具自定义响应绘图在控制系统工具箱用户指南．

控制系统工具箱错误和警告id和消息已更新。如果在代码中使用错误和警告id，则必须更新代码以反映新的id。

控制系统工具箱演示已经被重新格式化和扩展，以包含更多的示例和内容。以下类别的演示现在有了新的和改进的内容:

• 从LTI模型开始

• 离散化和采样率转换

• 如何获得准确的结果

要打开“控制系统工具箱”演示，输入

演示工具箱控件

控制系统工具箱软件现在可以让您:

• 建模、模拟和分析任何具有延迟的线性系统的互连，例如包含有延迟的反馈环的系统。

• 精确地分析和模拟具有长时滞的控制系统。你可以评估控制策略，如史密斯预测器和PID控制的一阶加死时间的工厂。

• 使用新的命令来建模具有延迟的状态空间模型，包括:延迟，getDelayModel,setDelayModel．

有关更多信息，请参见关于带有时滞的模型在“控制系统工具箱”文档中。

控制系统工具箱软件现在提供以下新的和更新的自动调优方法:

• 新的基于奇异频率的调谐可以让你设计稳定和不稳定的工厂的PID补偿器。

• 新的h -∞环路整形让您基于所需的开环带宽或环路形状找到补偿器。该功能需要鲁棒控制工具箱软件。

• 更新的内部模型控制(IMC)调优现在支持不稳定的植物。万博1manbetx

有关更多信息，请参阅有关自动调优的部分控制系统工具箱文档。

的d2d函数现在包含了以下重采样方法的新选项:

• “tustin”-执行双线性(Tustin)近似

• “prewarp”-执行Tustin近似与频率预翘曲

有关更多信息，请参见d2d参考页面。

在SISO设计工具中有两个新的循环配置。看到修改框图结构更多信息。

LTI Viewer现在支持步进响应和万博1manbetx上下时间限制设计需求。看到增加设计要求参阅LTI Viewer以获取更多信息。

SISO设计工具现在使用Ziegler-Nichols PID整定、IMC设计和LQG设计等系统算法提供一键式自动调优。此外，可以计算IMC/LQG补偿器的低阶近似，以保持控制系统的低复杂度。

现在支持补偿器优化万博1manbetx

如果你安装了万博1manbetxSimulink响应优化™软件，您现在可以在SISO设计工具GUI中优化补偿器参数。您可以在SISO设计工具图上指定时间和频域要求，例如波德而且一步，并使用数值优化算法自动调优补偿器，以满足您的要求。看到万博1manbetxSimulink响应优化文档以获取更多详细信息。

改进的补偿器编辑器

用于编辑极点和零的数值的补偿器编辑器已经升级，以更好地处理常见的控制组件，如超前/滞后和陷波滤波器。

多回路补偿器设计支持万博1manbetx

许多控制系统涉及多个反馈回路，其中一些是耦合的，需要联合调优。SISO设计工具现在允许您分析和调优多循环配置。您可以通过打开信号来消除其他循环的影响，从而专注于特定的循环，深入了解循环的交互，并联合调优几个SISO循环。

SISO设计工具与控制和评估工具管理器完全集成

改进工作流程并更好地利用其他工具，例如万博1manbetxSimulink控制设计软件和万博1manbetxSimulink响应优化软件，SISO设计工具现在与控制和估计工具管理器(ctm)完全集成。这为补偿器的设计和调谐提供了一个信号环境。

当您打开SISO设计工具时，ctm也会打开一个SISO设计任务。许多SISO设计工具功能，例如导入模型、更改循环配置等，已经转移到ctm中的SISO设计任务中。此外，相关任务如基于Simulink的调优和补偿器优化与SISO设计任万博1manbetx务无缝集成。看到控制系统工具箱入门指南有关新工作流程的详情。

LTI Viewer现在允许绘制系统对用户定义输入信号的响应(lsim)和初始条件(最初的)．新的GUI允许您从信号生成器库中选择输入信号，或从各种文件格式导入信号数据。

完全支持描述符和不恰当状态空间模型万博1manbetx

现在完全支持使用单数形式的描述符状态万博1manbetx空间模型E矩阵。这现在允许您构建状态空间表示，如PID，并使用状态空间计算的优越精度操作不适当的模型。在以前的版本中，只有一个非奇异的描述符模型E矩阵得到支持。万博1manbetx

计算时间响应度量的新命令

新stepinfo而且lsiminfo命令计算时域性能指标，如上升时间、稳定时间和超调。您可以使用这些命令编写脚本，自动验证或优化这些性能需求。以前，这些指标只能从响应图中获得。

使用I/O通道名简化系统互连

的命令连接，反馈，系列，平行,融通现在让您通过匹配I/O通道的名称来连接系统。辅助函数，sumblk，也被添加，以简化求和结的规范。总之，这大大简化了为复杂的框图推导模型的任务。在以前的版本中，只支持基于索引的系统连接。万博1manbetx

状态空间模型中I/O延迟表示的变化

的ioDelay属性已从状态空间模型中弃用。相反，这些模型有一个新的属性称为InternalDelay用于记录所有不能推送到输入或输出的延迟。推动这一变化的是切换到用延迟微分方程而不是频率响应表示延迟。看到带有时滞的模型有关内部延迟的详细信息，请参阅控制系统工具箱文档ss / getdelaymodel有关带有延迟的状态空间模型的新的内部表示的详细信息。

LTI对象的新名称属性

这个新属性允许您将名称(字符串)附加到给定的LTI模型。指定的名称反映在响应图中。

LTI对象的新命令和操作

新经验值命令简化了有延迟的连续传递函数的创建。有关详细信息，请键入helplti /经验在MATLAB提示符。

的的朋友对象具有以下新方法:

• fcat-沿着频率维度连接一个或多个FRD模型(数据合并)。

• fselect—选择频率点或范围的朋友模型。

• fnorm-按点计算峰值增益的朋友模型。

的．*支持对传递函数和零极增益对万博1manbetx象进行操作。这允许您执行MIMO模型的一个元素一个元素的乘法。

在控制系统工具箱的数值算法中有几个主要的改进，其中许多都使升级后的SISO设计工具受益:

• 新的缩放算法，最大化精度的糟糕缩放状态空间模型

• 通过mex文件在时间和频率响应计算方面的性能改进

• 状态空间模型的零极增益和传递函数表示的更精确的计算

• 零极增益模型的更精确的状态空间表示

• 更好地处理模型约简命令中的非极小模式(balred，balreal)

• 佳能的块模态形式一个无法对角化或几乎有缺陷的矩阵

• 零极增益模型的精确相位计算波德而且尼克尔斯

• 使用描述符状态空间表示准确处理不恰当的模型

Control System Toolbox软件现在提供了一个命令行API，用于自定义单元、标签、限制和其他绘图选项。您现在可以在生成绘图之前更改默认的绘图选项，或者在创建之后修改绘图属性。

有关命令的详细说明，请参阅控制系统工具箱文档。

现在可以创建

• 根轨迹和Bode图的单分段线性约束

• 尼克尔斯图的增益/相位排除区域

设计约束显示为阴影区域。

当编辑Bode和Nichols的情节时，你现在可以

• 手动设置震级的下限。

• 调整相位偏移360度的倍数，以方便比较多个响应。

增加了新的命令用于模型近似和减少顺序:

• hsvd计算并绘制汉克尔奇异值。

• balred使用数值稳定、无平衡算法计算低阶近似。您可以使用一个命令执行多个订单减少。