主要内容

高速設定値追従用のpidコントロ,ラ,の設計

この例では,Pid調整器を使用してプラント用コントロ,ラ,を設計する方法を説明します。

年代 y 年代 1 年代 + 1 3.

この閉ループシステムの設計要件では,立ち上がり時間1.5秒以下,整定時間6秒以下の基準入力を追跡します。

この例では,プラントをLtiモデルとして表します。万博1manbetx动态仿真模块®モデルのPID控制器ブロックのPid調整器による調整の詳細にいては,設定値追従と外乱の抑制のいずれかを優先するためのpidコントロ,ラ,の調整(万博1manbetxSimulink控制设计)を参照してください。

  1. プラントモデルを作成してPid調整器を開き,第1段階の設計のためにPIコントロ,ラ,を設計します。

    Sys = zpk([],[-1 -1 -1],1);pidTuner (sys,“π”)

    Pid調整器を起動すると,指定したタプ(ここではpi)のコントロラが自動的に設計されます。コントローラーは,性能(応答時間)とロバスト性(安定余裕)との間のバランスを取るよう設計されます。Pid調整器は,システムの閉ル,プステップ応答を,設計されたコントロ,ラ,とともに表示します。

    ヒント

    MATLAB®デスクトップの[アプリ]タブからPid調整器を開くこともできます。その場合,Pid調整器(植物)メニュ,を使用して,プラントモデルを指定します。

  2. 設定値追従の立上がり時間と整定時間を調べます。

    プロットを右クリックし,[特性],[立上がり時間]を選択して,立上がり時間をプロット上に青い点でマクします。[特性]、[整定時間]を選択して,整定時間をマ,クします。。

    初期πコントローラーの設計では,立ち上がり時間が2.35秒で整定時間が10.7秒となります。どらの結果も設計要件より遅くなります。

    メモ

    プロット上のルヒントの代わりにテ,[パラメ,タ,の表示]をクリックします。この操作により,性能とロバスト性のメトリクスおよび調整されたコントローラーゲインを含むディスプレイが表示されます。

  3. [応答時間]スラダを右にスラドして,応答時間のルプ処理の性能を上げます。応答プロットは新しい設計で自動的に更新します。

    1.5秒未満という立上がり時間の要件を満たすまで[応答時間]スラ。また、パラメ、タ、ディスプレ、には新しい応答の整定時間が容認できないほど長いことが示されます。

    より速い応答スピ,ドを得るため,アルゴリズムは安定性を得ることができません。

  4. コントロラのタプを変更して,応答を改善します。

    コントロ,ラ,に微分動作を加えると,Pid調整器により多くの自由度が与えられ,希望する応答スピ,ドをも,適切な位相余裕が可能になります。

    [タ电子邮箱プ]メニュ,でPIDFを選択します。Pid調整器は新しいpidfコントロラを設計します(利用可能なコントロラのタプに関する詳細はPidコントロラのタプを参照してください)。

    ここで,立上がり時間と整定時間は,設計要件を満たします。[応答時間]スラ。自動調整の結果を既定の設定に戻すには,[設計のリセット]をクリックします。

    メモ

    応答時間ではなく閉ル,プの帯域幅を調整するには,[設計モ,ド]メニュ,の[周波数領域]を選択します。帯域幅は応答時間に対して反比例します。

  5. 必要に応じて,その他のシステムの応答を解析します。

    その他のシステムの応答を解析するには,[プロットの追加]をクリックします。解析するシステム応答を選択します。

    たとえば,プラント入力で外乱に対する閉ル,プのステップ応答を観察するには,[プロットの追加]メニュ,の[ステップ]セクションで[输入干扰抑制]を選択します。外乱の抑制応答が新しい図に表示されます。

    利用可能なコントロラのタプに関する詳細はPid調整器での設計の解析を参照してください。

    ヒント

    [表示]タブのオプションを使用して,Pid調整器で複数のプロットを表示する方法を変更します。

  6. コントロラの設計をmatlabワクスペスにエクスポトします。

    コントロ,ラ,の最終的な設計をmatlabワ,クスペ,スにエクスポ,トするには,[エクスポ,ト]をクリックします。Pid調整器は,コントロ,ラ,を以下としてエクスポ,トします。

    • [形式][並列]の場合,pidコントロ,ラ,のオブジェクト

    • 「形式」「標準」の場合,pidstdコントロ,ラ,のオブジェクト

    あるいは,[デ,タブラウザ,]で右クリックメニュ,を使用してモデルをエクスポ,トできます。これを行うには,[デ,タブラウザ,]タブをクリックします。

    次にモデルを右クリックして,[エクスポ,ト]を選択します。

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