降压转换器型号

降压转换器将直流到直流。在这个例子中该模型使用的开关电源的30V直流电源转换成经调节的DC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。传统的PID的设计要求系统的从“基准电压”（控制器输出），以测得的电压的线性模型。然而，这里，因为开关，自动在零系统的线性化结果。当一个模型，线性化为零，几个备选方案可供选择：

在这个例子中，使用频率响应基于PID调谐器估计系统和调整PID控制器的频率响应。对于使用系统识别以识别植物模型的示例，请参见设计PID控制器使用模拟I / O数据。

有关创建降压转换器模型的详细信息，请参阅降压转换器（电气的Simscape）。

open_system（'scdbuckconverter'）

该模型被配置有切换15到在0.004秒25伏，这是从0.0025至0.005秒有源负载电流的参考电压。该控制器初始化过冲和缓慢沉降时间默认的收益和结果。模拟模型显示了系统的欠阻尼和响应速度慢的性质。

SIM（'scdbuckconverter'）open_system（'scdbuckconverter /范围1'）open_system（'scdbuckconverter /范围2'）

对于这个例子，提高了系统的带宽和相位裕度通过表征使用频率响应估计中的系统，以实现更好的性能和调整PID增益。当调谐PID控制器音符降压转换器系统的以下特点：

对于降压转换器系统中，希望有具有低上升时间和超调量小的系统。对于这个例子，调谐控制器来实现的250E-6秒的期望的上升时间和小于10％的过冲。

开放频率响应基于PID调谐器

打开反馈控制器子系统，然后打开PID控制器阻止对话框。在选择调整方法， 选择频率响应基于并点击调。该频率响应基于PID调谐器将打开降压转换器控制器。

该频率响应基于PID调谐器自动调谐使用两个模拟植物中的PID控制器。第一模拟生成基线应答。第二模拟打破在工厂输入的环路，并与扰动的正弦和步骤信号的植物。调谐器需要两个模拟响应，这消除模型中的任何干扰的影响之间的差异。调谐器然后使用所得到的数据来估计所述植物频率响应。最后，使用估计的频率响应来计算PID增益。

当你打开频率响应基于PID调谐器时，它读取来自PID控制器块参数，以确定PID控制器的结构。这些参数包括：

指定实验设定

调谐之前，指定实验的参数将调谐器进行估计植物的频率响应。

开始时间是时间，单位为秒，在该调谐器开始施加所述扰动信号到植物。选择开始时间在植物是在要使用调谐额定工作点。对于这个例子，所述降压转换器具有通过0.002秒脱落的初始瞬态。因此，输入0.002开始时间。

指定持续时间的扰动实验。对于实验的持续时间保守估计是100由目标带宽划分。目标带宽是大约2 /τ，其中τ是所需的上升时间。对于这个例子，期望的上升时间是250E-6秒，这导致每秒8000个弧度目标带宽。在这个例子中为持续时间的保守估计将随后被八千分之百或0.0125秒。选择0.0125秒为持续时间。

在实验过程中，调谐器注入正弦信号到植物在4个频率，1/3，1，3，10]，其中是带宽您指定调整目标。指定注入正弦波的幅度正弦振幅领域。

选择具有该系统的本底噪声级以上，并且不会使系统饱和幅度。在这个例子中有系统无噪音考虑。然而，控制器输出（PWM的占空比）被限制为[0 1]和控制器在稳定状态下的标称输出为0.5。为了保持这些限制范围内，指定0.1的正弦振幅。指定标值使用在所有四个频率相同的幅度。

对于一个渐近稳定植物，调谐器也注入一个阶跃信号来估计植物直流增益。选择基于你用来选择正弦振幅相同的考虑这一步信号的幅度。对于这个例子，在输入0.1步进幅度现场为好。

指定设计目标

最后，指定调整的目标带宽。如前所述，目标带宽是每秒8000个弧度。在输入8000带宽领域。默认目标相位裕度，60度，对应于约10％或更好的过冲。

调谐PID控制器和验证结果

请点击调以开始降压转换器和调谐PID控制器的两个模拟。

在调谐过程的结束时，调谐增益，估算相位裕量和额定输入植物中显示频率响应基于PID调谐器在对话框中调整结果部分。检查估计的相位裕度，以确保它是靠近目标相位裕度。

为了验证结果使用模拟调谐PID收益模型。要做到这一点，更新PID控制器块的收益。请点击更新PID功能块写调谐的增益设置到PID控制器块。然后，仿真模型，确认PID控制器的性能。

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