模型描述

这个例子展示了如何使用带有设定值加权的两自由度PID控制来调节电动机的速度。我们在Simulink®中使用PID控制器（2DOF）块，如下所示。万博1manbetx

图1：万博1manbetx直流电机二自由度PID控制的Simulink模型。

要打开此模型，请键入sldemo_pid2dof在MATLAB®终端中。

电机为电枢控制的直流电机。电压输入控制电机的轴速度。电机的方框图如所示图2. 电机承受负载扭矩（0-5纳米）。

图2：电机的方框图。

二自由度PID控制

与PID控制器块不同，PID控制器（2DOF）块提供了额外的自由度，允许用户在设定点通过比例动作通道和微分动作通道时对其进行加权。请参阅PID控制器（2DOF）帮助页或类型文档（'PID控制器2DOF'）在一个MATLAB终端中获取更多详细信息。模型中出现的PID控制器（2DOF）示意图如下所示。

图3：在PID控制器（2DOF）的遮罩视图下。

如图3所示，比例动作所看到的误差信号由下式给出

导数作用所看到的信号是

积分作用所看到的信号是

通常，设定点权重C被选择为0，以防止在设定点发生变化时出现不必要的瞬变，这是一种称为衍生踢. 设定点B影响控制器的超调性能B该值减少了超调量。但是，较小的B数值也会导致对设定点变化的响应变慢。有关选择正确设定值的更多详细信息，请参阅参考文献[1]。

什么时候和，二自由度PID控制器的行为与经典PID控制器相同。

模仿B=1和C= 1

什么时候和，二自由度PID控制器的行为与经典PID控制器相同。模型的控制信号、设定点信号和闭环响应如图4所示。

图4：控制信号、设定点与测量输出。

图4清楚地显示了控制信号中的尖峰，这是由对设定点变化的积极比例和微分响应引起的B和C权重可以降低这种反应的攻击性，如下所示。

用B=0和C= 0

在这种情况下，两自由度PID控制器称为I-PD，其中只有I作用于经典误差信号，PD作用仅作用于测量输出。

图5：控制信号、设定点与测量输出。

仿真结果清楚地表明，由于设定点的突然变化，控制信号中没有大的瞬态。

有关如何操作的更多信息，请参见参考文献[1]B和C他们被选中了。

总结

Simulink中的PID控制器（2DOF）块支持两自由度PID控制。万博1manbet万博1manbetxx该模块可用于跟踪复杂的设定点配置文件，并缓和设定点突然变化对控制信号瞬态的影响。Simulink®控制设计的PID调谐器™ 可用于自动调整所有增益（P、I、D、N、，B,C)PID控制器（2DOF）块的。

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