Simulink PID控制器整定万博1manbetx
这个例子展示了如何使用PID控制器块自动调优PID调谐器.
PID调谐器介绍
PID调谐器为Simulink®PID控制器块提供了一种快速且广泛适用的单回路PID整定方法。万博1manbetx使用这种方法,可以调整PID控制器参数,以实现具有所需响应时间的鲁棒设计。
的典型设计工作流PID调谐器涉及以下任务:
(1)启动PID调谐器.启动时,该软件自动从Simulink模型中计算线性植物模型,并设计初始控制器。万博1manbetx
(2)调节控制器PID调谐器通过手动调整两种设计模式下的设计准则。调谐器计算PID参数,使系统稳定。
(3)将所设计控制器的参数导出回PID控制器块,并在Simulink中验证控制器性能。万博1manbetx
打开模型
打开发动机转速控制模型与PID控制器块,花一些时间来探索它。
open_system (“scdspeedctrlpidblock”)
设计概述
在本例中,您在发动机转速控制回路中设计了一个PI控制器。本设计的目标是跟踪来自Simulink步进块的参考信号万博1manbetxscdspeedctrlpidblock /速度参考
.设计要求如下:
沉降时间5秒以内
阶跃参考输入的稳态误差为零。
在本例中,通过设计PI控制器,稳定了反馈环路并实现了良好的参考跟踪性能scdspeedctrl / PID控制器
在PID调谐器.
开放式PID调谐器
启动PID调谐器,双击PID控制器块,打开PID控制器块对话框。在主要选项卡上,单击调优.
初始PID设计
当PID调谐器启动后,软件计算控制器看到的线性化植物模型。软件自动识别工厂输入和输出,并使用当前工作点进行线性化。工厂可以有任何订单,也可以有时间延迟。
的PID调谐器计算初始PI控制器,以实现性能和鲁棒性之间的合理权衡。默认情况下,步骤引用跟踪性能显示在图中。
如下图所示PID调谐器对话框与初始设计:
显示PID参数
点击显示参数以查看控制器参数P和I,以及一组性能和鲁棒性测量。在本例中,PI控制器的初始设计设定时间为2秒,满足要求。
在PID调谐器中调整PID设计
参考跟踪响应的超调量约为7.5%。由于我们在达到沉降时间限制之前还有一定的空间,您可以通过增加响应时间来减少超调。将响应时间滑块向左移动以增加闭环响应时间。请注意,当您调整响应时间时,响应图、控制器参数和性能测量都会更新。
下图为调整后的PID设计,超调量为零,设定时间为4秒。所设计的控制器有效地变成了一个纯积分控制器。
完整的PID设计与性能权衡
为了实现零超调,同时将沉降时间减少到2秒以下,您需要利用这两个滑块。您需要使控制响应更快,以减少稳定时间,并增加鲁棒性,以减少超调。例如,您可以将响应时间从3.4秒减少到1.5秒,并将健壮性从0.6秒增加到0.72秒。
下图为这些设置的闭环响应:
将调优参数写入PID控制器块
当你对线性工厂模型上的控制器性能感到满意后,你可以在非线性模型上测试设计。为此,单击更新块在PID调谐器.该动作将参数写回Simulink模型中的PID Controller块。万博1manbetx
更新后的PID控制器块对话框如下图所示:
完成了设计
闭环系统响应如下图所示:
结果表明,新控制器满足设计要求。
你也可以使用控制系统设计者当PID控制器块属于多回路设计任务时,对PID控制器块进行设计。参见示例单回路反馈/预滤波补偿器设计.
bdclose (“scdspeedctrlpidblock”)