长Arkadiy Turevskiy,MathWorks公司
设计用于直流电动机在Simulink建模的PID控制器万博1manbetx®。通过使用PID控制器块创建一个闭环系统,则调整使用PID调谐PID控制器块的增益。
在这个演示中,您将看到如何迅速调整PID控制器在Simulink有计划模型。万博1manbetx
在这种特殊情况下,我们的直流电动机型号。在此块中的对话框是定义电动机的行为的参数:阻尼,惯性,反电动势,电阻和电感。
他们的块上的工作掩盖我们看到的Simscape和Simutronics块。我们使用模型作为电动机。我们不会设计数字控制系统将控制电机轴的旋转速度。控制器将计算出所希望的速度和所测量速度之间的误差信号,它使用我们的信号来计算所述电压请求命令给电机。
请注意,我们在测量信道建模传感器噪声,并且由于我们的控制系统是数字的,它们也被建模的A至d转换器是一个采样时间关闭0.02秒,使用零级在整个块中。
现在,您需要添加补偿。要做到这一点,我们去的Simulink库浏万博1manbetx览器和刚刚创建子库。以离散PID控制器块,并把它添加到我们的模型。现在,让我们这个块连接到我们的模型的其余部分,打开块对话框。
在这里我们可以指定要使用的控制器类型:PID,PI,PD,比例,或者干脆积分。我们将在PID留此。我们可以指定采样时间。在这种情况下,我们在A至d转换器中使用,我们将使用同一个。如果你知道PID控制器的增益,我们可以在这里输入。在这种情况下,我们不知道,增益应该是什么呢,让我们应用采样时间的变化,并尝试运行模拟为默认的增益值。让我们也加入电压范围我们。
运行模拟,我们可以看到,我们的控制系统做得并不那么好。蓝色线表示所希望的速度,和一个红色线表示实际测量的速度。正如我们看到的,我们的控制系统不跟踪得非常好。让我们试着去改善这种性能。要做到这一点,我们会回到块对话,然后按TUNE按钮。
这次发射已配对的调谐器,其中线性化计划,计算PID增益,并打开一个图形用户界面。在图形用户界面中我们可以看到两行。虚线表示我们的系统的当前增益值的闭环阶跃响应。实线表示计算出的增益值相同的响应。
因此,让我们简单地接受收益来计算的话我们。当我们做到这一点,我们可以看到,我们的块参数,PID增益,得到更新。让我们按OK,回到我们的模拟,并重新运行它。正如我们看到的,我们确实需要增加我们的控制系统的性能。现在是零稳态误差跟踪得非常好。这是比较快的,具有相对较小的超调。
如果你想提高我们的控制系统的性能,我们可以再回到PID调节器的图形用户界面,例如,尽量使过冲低一点,如果你想要的。或者,如果你想更快的响应速度,我们可以尝试使用滑块在这里它移动到右边,使系统响应更快。
例如,让我们尝试这种设计。我们现在回到我们的模型,我们运行这种设计的模拟。我们看到,我们确实得到更快的响应,但在很多嘈杂的广阔和更高的电压请求信号,所以我们可能牺牲生命的致动器来实现这个更快的响应。
现在,这是一个折衷,你可以决定作为一名工程师,但你现在在您的处置这个工具,它可以快速设计和调整PID控制器,用于在Simulink模型的计划。万博1manbetx这结束了演示。
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