arkadiy turevskiy,mathworks
为Simulink中建模的DC电机设计PID控制器万博1manbetx®.利用PID控制器块创建闭环系统,然后利用PID调节器对PID控制器块的增益进行调整。
在此演示中,您将看到如何在Simulink中快速调整PID控制器的PID控制器。万博1manbetx
在这种特殊情况下,我们模拟了直流电机。在此块对话框中是定义电机行为的参数:阻尼,惯性,反电动势,电阻和电感。
在他们的块面具上工作,我们看到Simscape和Simutronics块。我们使用模型作为电机。我们将无法设计将控制电机轴的转速的数字控制系统。控制器将在所需速度和测量速度之间计算误差信号,并且它使用我们的信号计算向电机命令的电压请求。
请注意,我们在测量通道中建模传感器噪声,并且因为我们的控制系统是数字的,它们也在模拟A到D转换器是0.02秒的采样时间,在整个块上使用零级。
现在需要添加补偿器。要做到这一点,我们到Simulink Li万博1manbetxbrary Browser创建子库。将离散PID控制器块加入到模型中。现在让我们将这个块连接到模型的其余部分,并打开块对话框。
在这里,我们可以指定我们要使用的控制器类型:PID,PI,PD,比例或简单的积分。我们将在PID留下这一点。我们可以指定采样时间。在这种情况下,我们将使用与我们在我们的A到D转换器中使用的相同。如果您知道PID控制器的收益,我们可以在此输入它们。在这种情况下,我们不知道增益应该是什么,因此让我们应用采样时间更改,并尝试将模拟运行为默认增益值。让我们还向我们的范围添加电压。
运行模拟,我们看到我们的控制系统并没有做到这一切。蓝线显示所需的速度,红线显示实际测量速度。正如我们所看到的,我们的控制系统不呈现很好。让我们试着改善这种表现。要执行此操作,我们将返回块对话框,然后按TUNE按钮。
这次启动配对了调谐器,它将计划线性化,计算PID增益,并打开图形用户界面。在图形用户界面中,我们看到两行代码。虚线表示我们的系统对当前增益值的闭环阶跃响应。实线对计算的增益值显示相同的响应。
所以让我们简单地接受收益来计算它。当我们这样做时,我们看到我们的块参数,PID增益,得到了更新。让我们按下OK,回到我们的模拟,并重新运行它。正如我们所看到的,我们确实提高了控制系统的性能。它现在跟踪得很好,稳态误差为零。它的速度相对较快,且超调相对较小。
如果要提高我们的控制系统的性能,我们可以回到PID调谐器图形用户界面,例如,尝试使过冲一点较低,如果您愿意。或者如果您想要更快的响应,我们可以尝试使用滑块将其移动到右侧,以使系统响应更快。
例如,让我们尝试这个设计。我们现在回到我们的模型,我们用这种设计进行模拟。我们看到我们确实得到了更快的回应,但在广阔的噪音和更高的电压请求信号中,所以我们可能牺牲了执行器的生活,以实现更快的反应。
现在,作为一名工程师,这是一个您可以决定的取舍,但是您现在有了这个工具,它可以让您快速地为在Simulink中建模的计划设计和调整PID控制器。万博1manbetx演示到此结束。