使用控制系统工具箱™使用交互式和自动调优方法设计单输入单输出(SISO)控制器。使用波德编辑器和根轨迹编辑器添加和删除控制器极点和零点,并更改环路增益。查看调优控制器参数时闭环步进响应的变化。观察系统特性,如上升时间、超调量、增益和相位裕度。创建并存储多个控制器设计,以便比较和选择最佳方案。
记录:2016年3月3日
控制系统设计器应用程序允许您使用图形化和自动调优方法调优单输入单输出补偿器。如果你知道你的工厂传递函数sys,在这个简单的例子中,1 / s + 1,你可以通过输入controlSystemDesigner(sys)来启动控制系统设计器应用程序。
该应用程序打开了几个地块。这里是波德编辑器,这里是根轨迹编辑器。您可以使用这些图进行图形调优。在这个图中,你得到了闭环系统的阶跃响应。如果您单击Edit Architecture,您可以配置您的控制器架构,并导入新的工厂传输函数和现有的补偿器。
在调优方法中,您可以选择要使用的图形调优方法,波德,闭环波德,根轨迹和Nichols。在这种情况下,我们将坚持使用我们已经打开的博德和根位点编辑器。既然已经选择了设计图,就可以开始调优补偿器了。要改变补偿器的增益,请调整波德图的幅度,或移动根轨迹编辑器的闭环极点。
你可以很容易地添加极点和零到你的补偿器。在这种情况下,系统需要一个积分器来实现零稳态误差。一旦加入积分器,你可以调整补偿器增益,以实现良好的阻尼响应。
在Step Response图中,您可以检查系统的特征。例如,你可以看到上升时间大约是2又1/2秒。如果你想让响应更快,并保持良好的阻尼,你可以在系统中添加一个前置补偿器。您现在可以交互式地更改极点和零点的位置,以及补偿器的大小。
如果您右键单击其中一个设计图并选择Edit Compensator,您将看到补偿器的结构。现在它有一个增益,一个积分器和一个导联。您可以在这里直接编辑参数。例如,你可以在- 1处放一个0,在- 10处放一个极点。在进行更改时,请注意该工具如何自动计算来自跳跃补偿器的最大短语超前量以及相应的频率。
你可以指定你想要的短语引导的数量和你想要的频率,而不是输入零点和极点的位置。工具会自动重新计算相应的零点和极点值。你可以回到图中,看到结果的阶跃响应,波德图,根轨迹。您可以通过再次调整幅度来继续进行交互调优。或者,你可以放大根轨迹的这个区域,继续移动系统的极点。
一旦你有你喜欢的设计,你可以存储它按下商店设计按钮。您可以存储您想要的任意多的设计。您可以继续调优补偿器,但任何时候都可以选择以前保存的设计并检索它。你也可以比较几种设计。
除了图形调优,控制系统设计器应用程序提供自动调优技术,如自动PID调优,LQG合成,环路整形——这需要鲁棒控制工具箱——和基于优化的调优——它需要Simulink设计优化。万博1manbetx
在任何时候,您都可以将当前或保存的设计导出到MATLAB工作区,在那里它们将可用于进一步分析。
视频到此结束。
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