基于频率特性的优化
基于频率响应的PID调谐器仿真该模型，以估计控制带宽附近的几个频率的装置频率响应。然后使用估计的频率响应来调整增益PID控制器．这个调谐器是一个有用的选择PID调谐器不能在要用于调优的操作点对设备进行线性化。
基于频率响应的PID调谐器可以调整的P，我，D,N参数PID控制器和PID控制器(2自由度)连续时间和离散时间的块。为PID控制器(2自由度)块，则调优器不会调优设定值权重b和c．
基于频率响应的PID调谐器是如何工作的
像互动PID调谐器,基于频率响应的PID调谐器将植物视为循环中的所有块PID控制器阻塞输出和输入。的基于频率响应的PID调谐器通过扰动实验来估计装置的开环频率响应。为此，调优器执行以下步骤:
在控制器输出处打破反馈回路，并对模型进行仿真，将扰动信号应用于被控对象。扰动包括频率上的正弦信号(1/3, 1、3、10)ωc,在那里ωc指定用于调优的目标带宽。如果被试渐近稳定，所施加的信号也包含一个阶跃摄动。
测量控制器输入处扰动的响应。
利用得到的数据估计电站在四个频率上的频率响应。对于渐近稳定的植物，调谐器也使用响应的阶跃摄动估计植物直流增益。
利用估计的频率响应来计算PID增益以平衡性能和鲁棒性。
如果您的模型包括扰动，调谐器可以运行两个模拟:一个没有扰动的模拟以获得基线响应，一个扰动应用于工厂的模拟。然后调谐器利用两个响应之间的差异来消除模型中扰动的影响。在这种情况下，用于调谐的估计频率响应是基于这种无干扰响应。
开放基于频率响应的PID调谐器
打开基于频率响应的PID调谐器,在PID控制器块对话框中选择优化方法下拉列表中,选择基于频率响应．
点击调优．的基于频率响应的PID调谐器打开。参数中读取一些参数PID控制器块。这些参数包括:
控制器类型(PI、PD、PID等)
控制器形式(并行或理想)
控制器时域(连续时间或离散时间)
控制器样品时间
在基于频率响应的PID调谐器，您将为评估实验和调优目标配置设置。
配置实验设置
在实验设置节中指定控制频率响应估计实验的参数。有关这些设置的详细信息，请单击帮助．
指定是运行两个模拟(默认)还是一个模拟。如果您的模型包含可能影响频率响应估计实验结果的干扰，请选择2个模拟(消除干扰)．选择此选项后，调谐器运行基线模拟，并从扰动模拟中减去产生的频率响应，以消除扰动的影响。如果您的模型不包含任何此类干扰，则通过选择跳过基线模拟1模拟．
指定对象是渐近稳定的还是只有一个积分器。如果植株渐近稳定，估计实验包括植株直流增益的估计。的基于频率响应的PID调谐器通过向工厂注入一个步进信号来执行这个估计。
谨慎
不要使用基于频率响应的PID调谐器对于不稳定的工厂或包含多个集成商的工厂。
中指定实验的开始时间开始时间(t0)字段。当装置处于所要求的平衡工作点时，开始实验。例如，如果您知道您的模拟必须运行到10秒才能使电厂达到这样的运行点，那么将启动时间指定为10。
中指定实验持续时间持续时间(tspan)字段。让实验运行足够长的时间，以便频率响应估计算法收集足够的数据，以便在它探测的所有频率上进行良好的估计。实验持续时间的保守估计是100/ωc,在那里ωc指定用于调优的目标带宽。
指定扰动振幅。在调优实验期间，基于频率响应的PID调谐器向核电站注入四种频率的正弦信号，(1/3, 1、3、10)ωc．使用正弦振幅(最佳)字段指定这些注入信号的振幅。您可以提供一个标量值来在每个频率上注入相同的振幅，或者提供一个长度为4的矢量来指定每个频率的不同振幅。
在具有典型目标带宽的典型植物中，实验频率下植物响应的大小变化不大。在这种情况下，可以使用标量值在所有频率上施加相同幅度的扰动。但是，如果您知道响应在频率范围内急剧衰减，请考虑降低低频输入的幅值，增加高频输入的幅值。当所有植物的反应都有相当的量级时，它在数值上更适合于估计实验。
扰动振幅必须为:
足够大，使扰动克服了植物致动器中的任何死区，并产生高于噪声水平的响应
足够小以使装置在接近公称工作点的近似线性区域内运行，并避免使装置输入或输出饱和
在实验中，正弦信号被叠加(如果有阶跃扰动，在开环调谐的情况下)。因此，扰动可以至少等于所有振幅的和。因此，为了得到合适的振幅值，考虑:
致动器的限制。确保最大可能的扰动在你的装置执行器的范围内。使执行器饱和会在估计的频率响应中引入误差。
在用于调谐的公称运行点上，针对给定的执行器输入，装置响应发生了多大的变化。例如，假设您正在调整用于发动机转速控制的PID控制器。你已经确定了在目标带宽附近的频率下，1°油门角的变化会导致发动机转速的大约200转/分钟的变化。进一步假定，为了保持线性性能，转速必须不偏离标称工作点超过100 rpm。在这种情况下，选择振幅以确保扰动信号不大于0.5(假设值在执行器的限制内)。
如果你的植物是渐近稳定的，指定振幅的阶跃摄动步骤振幅(不涉及)字段。选择步进振幅的考虑与指定步进振幅的考虑是相同的。
配置设计目标
在设计规范部分中指定PID调优的目标。
中指定目标带宽目标带宽(rad /秒)字段。目标带宽是调谐开环响应的0-dB增益交叉频率的目标值CP,在那里P是植物的反应，和C是控制器响应。这个交叉频率大致设置了控制带宽。为了一个理想的起床时间τ，目标带宽的一个很好的猜测是2/τ．
在目标相位裕度(度)场，指定目标最小相位裕度为调谐开环响应在交叉频率。目标相位裕度反映了调谐系统的鲁棒性。一般情况下，在45°- 60°范围内选择一个值。一般来说，较高的相位裕度可以改善超调，但会限制响应速度。默认值，60°，倾向于平衡性能和稳健性，产生约5-10%的超调，取决于你的植物的特点。
有关这些设置的详细信息，请单击帮助．
调整和验证控制器增益
点击调优启动频率响应估计实验。当评估实验运行时，调优器:
关闭打开的PID控制器块。
清除调谐器对话框中显示的任何以前的调优结果。
取代了PID控制器使用未命名的子系统在模型中阻塞。
请注意
当估计实验完成或取消时，调优器恢复PID控制器块。这一过程可能会导致模型画布上的信号线发生一些位移，并将您的Simulink放入其中万博1manbetx®在带有未保存更改的状态下建模。
当估计实验结束时，调谐器计算新的PID增益并显示在优化结果对话框的一部分。(有关调优结果的更多信息，请单击帮助．)
如果自动更新块被选中,基于频率响应的PID调谐器将新的PID增益写入PID控制器在调优完成时阻塞。否则,单击更新PID块将调谐增益写入块。模拟模型，以验证调谐增益针对您的整个非线性系统。
属性的用法示例基于频率响应的PID调谐器调一个PID控制器在Simulink模型万博1manbetx中没有线性化的利用设备近带宽频率响应设计PID控制器．
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