连续或离散两自由度PID控制器
万博1manbetx模型/连续
的PID控制器(2自由度)块实现了一个两自由度的PID控制器(PID、PI或PD)。块是相同的离散PID控制器(2DOF)与块时间域参数设置为连续时间
。
该块生成基于参考信号和测量的系统输出之间的差的输出信号。块计算用于根据设置点的权重比例和微分作用的加权差分信号(b和c)你指定的。块输出是对各个差分信号的比例、积分和微分操作的总和,其中每个操作都根据增益参数进行加权P,我,D。一阶极点对微分作用进行滤波。
块支持多种的控制器类万博1manbetx型和结构。在块配置选项包括:
控制器类型(PID、PI或PD) -参见控制器参数。
控制器形式(并行或理想)-见形式参数。
时域(连续或离散)-参见时间域参数。
初始条件和复位触发器-见资源和外部复位参数。
输出饱和度限制和内置抗饱和机制 - 见极限输出参数。
信号跟踪无保险杠控制转移和多回路控制-见启用跟踪模式参数。
当您更改这些选项时,块的内部结构将通过激活不同的变体子系统而更改。(见不同的子系统)。要检查块及其变体子系统的内部结构,右键单击块并选择面具>看下面具。
PID控制器的系数和设定值的权重可手动或自动调节。自动调谐需要万博1manbetx®控制设计™软件有关自动调优的更多信息,请参见选择优化方法参数。
裁判
——参考信号工厂跟随参考信号,如图所示。
当参考信号是一个向量时,块分别作用于每个信号,使PID系数向量化,并产生相同维数的向量输出信号。可以将PID系数和其他一些参数指定为与输入信号维数相同的向量。这样做相当于为输入信号中的每个条目指定一个单独的PID控制器。
数据类型:单
|双
|int8
|int16
|int32
|int64
|uint8
|uint16
|uint32
|UINT64
|固定点
Port_1 (y)
-测量系统输出反馈信号给控制器,从工厂输出。
数据类型:单
|双
|int8
|int16
|int32
|int64
|uint8
|uint16
|uint32
|UINT64
|固定点
P
- 比例增益比例增益,由块外部的源提供。外部增益输入是有用的,例如,当您想要将不同的PID参数映射到块的PID增益时。您还可以使用外部增益输入来实现增益调度的PID控制。在增益调度控制中,通过逻辑或模型中的其他计算来确定PID系数,并将其输入到块中。
要启用此端口,请设置控制器参数的来源来外部
。
数据类型:单
|双
|int8
|int16
|int32
|int64
|uint8
|uint16
|uint32
|UINT64
|固定点
我
——积分获得积分增益,从外部的块的来源提供。外部增益输入是有用的,例如,当您想要将不同的PID参数映射到块的PID增益时。您还可以使用外部增益输入来实现增益调度的PID控制。在增益调度控制中,通过逻辑或模型中的其他计算来确定PID系数,并将其输入到块中。
当你从外部提供增益时,积分增益的时间变化也被集成。出现此结果是因为在块中实现PID增益的方式不同。有关详细信息,请参见控制器参数的来源参数。
要启用此端口,请设置控制器参数的来源来外部
,并设置控制器到具有积分作用的控制器类型。
数据类型:单
|双
|int8
|int16
|int32
|int64
|uint8
|uint16
|uint32
|UINT64
|固定点
D
- 微分增益微分增益,由块外部的源提供。外部增益输入是有用的,例如,当您想要将不同的PID参数映射到块的PID增益时。您还可以使用外部增益输入来实现增益调度的PID控制。在增益调度控制中,通过逻辑或模型中的其他计算来确定PID系数,并将其输入到块中。
当你从外部提供收益时,衍生收益的时间变化也是有区别的。出现此结果是因为在块中实现PID增益的方式不同。有关详细信息,请参见控制器参数的来源参数。
要启用此端口,请设置控制器参数的来源来外部
,并设置控制器到具有派生动作的控制器类型。
数据类型:单
|双
|int8
|int16
|int32
|int64
|uint8
|uint16
|uint32
|UINT64
|固定点
N
- 滤波器系数导数滤波系数,由块外部的源提供。外部系数输入是有用的,例如,当您想要将不同的PID参数映射到块的PID增益时。您还可以使用外部输入来实现增益调度的PID控制。在增益调度控制中,通过逻辑或模型中的其他计算来确定PID系数,并将其输入到块中。
要启用此端口,请设置控制器参数的来源来外部
,并设置控制器到具有经过筛选的导数的控制器类型。
数据类型:单
|双
|int8
|int16
|int32
|int64
|uint8
|uint16
|uint32
|UINT64
|固定点
b
-比例设定值权重比例设定值权,提供从外部的一个源块。外部输入是有用的,例如,当您想要将不同的PID参数映射到块的PID增益时。您还可以使用外部输入来实现增益调度的PID控制。在增益调度控制中,通过逻辑或模型中的其他计算来确定PID系数,并将其输入到块中。
要启用此端口,请设置控制器参数的来源来外部
。
数据类型:单
|双
|int8
|int16
|int32
|int64
|uint8
|uint16
|uint32
|UINT64
|固定点
c
-导数设定点权重派生的设定值权值,由块外部的源提供。外部输入是有用的,例如,当您想要将不同的PID参数映射到块的PID增益时。您还可以使用外部输入来实现增益调度的PID控制。在增益调度控制中,通过逻辑或模型中的其他计算来确定PID系数,并将其输入到块中。
要启用此端口,请设置控制器参数的来源来外部
,并设置控制器到具有派生动作的控制器类型。
数据类型:单
|双
|int8
|int16
|int32
|int64
|uint8
|uint16
|uint32
|UINT64
|固定点
重置
-外部复位触发器触发将积分器和滤波器复位到它们的初始条件。使用外部复位参数,以指定触发复位的信号类型。端口图标指示在该参数中指定的触发器类型。例如,下图显示了一个连续时间PID控制器(2DOF)块外部复位设置为升起
。
当触发器发生时,块将积分器和筛选器重置为积分器初始条件和过滤器初始条件参数或我0和D0港口。
为了符合汽车工业软件可靠性协会(MISRA®)软件标准,您的模型必须使用布尔信号来驱动的外部重置端口PID控制器块。
要启用此端口,请设置外部复位任何价值,除了没有一个
。
数据类型:单
|双
|int8
|int16
|int32
|int64
|uint8
|uint16
|uint32
|UINT64
|固定点
|布尔
我0
-积分器初始条件积分器初始条件,由块外部的源提供。
要启用此端口,请设置初始条件的来源来外部
,并设置控制器到具有积分作用的控制器类型。
数据类型:单
|双
|int8
|int16
|int32
|int64
|uint8
|uint16
|uint32
|UINT64
|固定点
D0
-滤波器初始条件导数滤波器的初始条件,由块外部的源提供。
要启用此端口,请设置初始条件的来源来外部
,并设置控制器到具有派生动作的控制器类型。
数据类型:单
|双
|int8
|int16
|int32
|int64
|uint8
|uint16
|uint32
|UINT64
|固定点
TR
-跟踪信号控制器输出跟踪信号。当信号跟踪激活时,跟踪信号和块输出之间的差被反馈到积分器输入。信号跟踪对于在两个控制器之间切换的系统中实现无扰控制转移是有用的。在多回路控制系统中,它也可以用来防止阻塞。欲了解更多信息,请参阅启用跟踪模式参数。
若要启用此端口,请选择启用跟踪模式参数。
数据类型:单
|双
|int8
|int16
|int32
|int64
|uint8
|uint16
|uint32
|UINT64
|固定点
TDTI
——Discrete-integrator时间离散积分器时间,作为标量的块提供。您可以使用自己的定义了块将要在Simulink或外部硬件无论是运行速度离散时间积分器采样时间值。万博1manbetx的离散时间积分器时间值应该匹配外部中断的平均采样率,当该块是有条件地执行的内部子系统使用。
换句话说,你可以指定Ts
对于下面的任何积分器方法,使其值与外部中断的平均采样率匹配。在离散时间条件下,控制器传递函数的导数项为:
哪里α(z)取决于您使用此参数指定的积分器方法。
向前欧拉
向后欧拉
梯形
有关离散时间积分的更多信息,请参见离散时间积分器块参照页。有关条件执行子系统的详细信息,请参阅有条件执行的子系统概述。
要启用此端口,请设置时间域来离散时间
并选择PID控制器在一个有条件执行的子系统中选择。
数据类型:单
|双
|int8
|int16
|int32
|int64
|uint8
|uint16
|uint32
|UINT64
Port_1 (u)
- 控制器输出控制器输出,通常基于输入信号的和,输入信号的积分,和输入信号的导数,由设定值加权,比例,积分,和导数增益参数。一阶极点对微分作用进行滤波。控制器信号中的哪些项取决于您为控制器参数。控件中显示当前设置的基本控制器传递函数补偿公式块参数和所述掩模下方部分。其他参数修改块输出,如由指定的饱和极限上限和下限饱和参数。
当任何输入为矢量信号时,控制器输出为矢量信号。在这种情况下,块充当N独立PID控制器,其中N是在输入向量信号数。
数据类型:单
|双
|int8
|int16
|int32
|int64
|uint8
|uint16
|uint32
|UINT64
|固定点
控制器
——控制器类型PID
(默认)|PI
|PD
指定的比例,积分的和微分的条件是在控制器中。
PID
比例、积分和微分作用。
PI
比例积分作用。
PD
比例和微分作用。
控件中显示当前设置的控制器输出补偿公式块参数和所述掩模下方部分。
块参数:控制器 |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“PID” ,“PI” ,“PD” |
默认值:“PID” |
形式
——控制器结构平行
(默认)|理想的
指定控制器结构是并行的还是理想的。
平行
比例增益、积分增益和导数增益P,我,D,都是独立应用。例如,对于一个连续时间的2自由度PID控制器的并行形式,控制器输出u是:
哪里r为参考信号,y是所测量的植物输出信号,并且b和c为设定值权重。
对于并行形式的离散时间2自由度控制器,控制器输出为:
在哪里积分器的方法和过滤方法参数确定α(z),β(z),分别。
理想的
比例增益P行为取决于所有行为的总和。例如,对于理想形式的连续时间2-DOF PID控制器,其输出为:
对于理想形式的离散时间二自由度PID控制器,传递函数为:
在哪里积分器的方法和过滤方法参数确定α(z),β(z),分别。
控件中显示当前设置的控制器输出补偿公式块参数和所述掩模下方部分。
块参数:控制器 |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“平行” ,“理想” |
默认值:“平行” |
时间域
- 指定连续时间或离散时间控制器连续时间
(默认)|离散时间
当您选择离散时间
,建议您为块指定一个显式的示例时间。看到样本时间(遗传为-1)参数。选择离散时间
也使积分器的方法,过滤方法参数。
当PID控制器块位于具有同步状态控制的模型中(参见国家控制块),您无法选择连续时间
。
的PID控制器(2自由度)和离散PID控制器(2DOF)除了此参数的默认值之外,块是相同的。
块参数:TimeDomain |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“连续时间” ,“离散” |
默认值:“连续时间” |
PID控制器在一个有条件执行的子系统中
-启用离散积分时间端口从
(默认)|在
对于离散时间PID控制器,使离散时间积分器端口使用您自己的值离散时间积分器采样时间。要确保适当的集成,请使用TDTI
港口提供Δt标量值的准确的离散时间集成。
要启用此参数,请设置时间域来离散时间
。
块参数:UseExternalTs |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“上” ,“关闭” |
默认值:“关闭” |
样本时间(遗传为-1)
- 样本之间的离散间隔通过输入一个正的标量值(如0.1)来指定采样时间。默认的离散采样时间为-1意味着该块从上游块继承其采样时间。但是,建议您显式地设置控制器采样时间,特别是如果您期望上游块的采样时间发生变化时。控制器系数P、I、D和N的作用取决于采样时间。因此,对于给定的一组系数值,改变采样时间会改变控制器的性能。
看到指定样品时间为更多的信息。
要实现一个连续时间控制器,集时间域来连续时间
。
如果您希望使用外部指定的或可变的样本时间运行该块,请将此参数设置为-1并将该块放在a中触发子系统。然后,在所需的示例时间触发子系统。
要启用此参数,请设置时间域来离散时间
。
块参数:SampleTime |
类型:标量 |
价值观:1 、积极的标量 |
默认值:1 |
积分器的方法
-离散时间控制器中积分的计算方法向前欧拉
(默认)|向后欧拉
|梯形
在离散时间条件下,控制器传递函数的积分项为Ia(z),一个(z)取决于您使用此参数指定的积分器方法。
向前欧拉
前向矩形(左)近似,
该方法适用于小采样次数,奈奎斯特极限相对于控制器带宽较大的情况。对于较大的采样时间,则向前欧拉
方法可能导致不稳定,即使离散系统在连续时间是稳定的。
向后欧拉
后向矩形(右)近似,
优点向后欧拉
该方法是对一个稳定的连续时间系统进行离散化,得到一个稳定的离散结果。
梯形
双线性近似,
优点梯形
该方法是对一个稳定的连续时间系统进行离散化,得到一个稳定的离散结果。所有可用的集成方法中,梯形
该方法使离散化系统的频域特性与相应的连续时间系统的频域特性最接近。
当前设定的控制器式被显示在补偿公式块参数和所述掩模下方部分。
有关离散时间积分的更多信息,请参见离散时间积分器块参照页。
要启用此参数,请设置时间域来离散时间
并集控制器到具有积分动作的控制器类型。
块参数:IntegratorMethod |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“向前欧拉” ,“向后欧拉” ,“梯形” |
默认值:“向前欧拉” |
过滤方法
-离散时间控制器中导数的计算方法向前欧拉
(默认)|向后欧拉
|梯形
在离散时间条件下,控制器传递函数的导数项为:
哪里α(z)取决于您使用此参数指定的筛选器方法。
向前欧拉
前向矩形(左)近似,
该方法适用于小采样次数,奈奎斯特极限相对于控制器带宽较大的情况。对于较大的采样时间,则向前欧拉
方法可能导致不稳定,即使离散系统在连续时间是稳定的。
向后欧拉
后向矩形(右)近似,
优点向后欧拉
该方法是对一个稳定的连续时间系统进行离散化,得到一个稳定的离散结果。
梯形
双线性近似,
优点梯形
该方法是对一个稳定的连续时间系统进行离散化,得到一个稳定的离散结果。所有可用的集成方法中,梯形
该方法使离散化系统的频域特性与相应的连续时间系统的频域特性最接近。
当前设定的控制器式被显示在补偿公式块参数和所述掩模下方部分。
有关离散时间积分的更多信息,请参见离散时间积分器块参照页。
要启用此参数,请设置时间域来离散时间
并使使用过滤导数。
块参数:FilterMethod |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“向前欧拉” ,“向后欧拉” ,“梯形” |
默认值:“向前欧拉” |
资源
-控制器增益和滤波系数的来源内部
使用块参数指定控制器增益、过滤系数和设置点权重P,我,D,N,b,c分别。
外部
在外部使用块输入指定PID增益、过滤系数和设置点权重。对于当前控制器类型所需的每个参数,块上都会出现一个额外的输入端口。
为参数启用外部输入允许您从外部对块计算它们的值,并将它们作为信号输入提供给块。
外部输入是有用的,例如,当您想要将不同的PID参数映射到块的PID增益时。您还可以使用外部增益输入来实现增益调度的PID控制。在增益调度控制中,您通过模型中的逻辑或其他计算来确定PID增益,并将它们提供给块。
当你从外部提供增益时,积分和导数增益值的时间变化分别被积分和微分。导数设定点的权值c也是有区别的。这个结果的出现是因为在连续时间和离散时间中,增益都是在积分或微分之前应用到信号上的。例如,对于具有外部输入的连续时间PID控制器,积分器项的实现如下图所示。
在块内,输入信号u乘以外部提供的积分器增益,我之前,集成。这个实现的收益率:
因此,积分中包含了积分器增益。同样地,在块的导数项中,在微分之前要乘以导数增益,从而得到导数增益D和导数设定值权值c是有区别的。
块参数:ControllerParametersSource |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“内部” ,“外部” |
默认值:“内部” |
比例(P)
- 比例增益为比例增益指定一个有限的、真实的增益值。当控制器形式是:
平行
-比例作用独立于积分和微分作用。例如,对于一个连续时间的2自由度PID控制器的并行形式,控制器输出u是:
哪里r为参考信号,y是所测量的植物输出信号,并且b和c为设定值权重。
对于并行形式的离散时间2自由度控制器,控制器输出为:
在哪里积分器的方法和过滤方法参数确定α(z),β(z),分别。
理想的
-比例增益乘以积分项和导数项。例如,对于理想形式的连续时间2-DOF PID控制器,其输出为:
对于理想形式的离散时间二自由度PID控制器,传递函数为:
在哪里积分器的方法和过滤方法参数确定α(z),β(z),分别。
可调:是的
要启用此参数,请设置控制器参数资源来内部
。
块参数:P |
类型:标量、矢量 |
默认值:1 |
积分(I)
——积分获得指定积分增益有限,真正的增益值。
可调:是的
要启用此参数,请在主要选项卡,设置控制器参数资源来内部
,并设置控制器对于一个有积分作用的类型。
块参数:我 |
类型:标量、矢量 |
默认值:1 |
微分(D)
- 微分增益为导数增益指定一个有限的、真实的增益值。
可调:是的
要启用此参数,请在主要选项卡,设置控制器参数资源来内部
,并设置控制器来PID
或PD
。
块参数:D |
类型:标量、矢量 |
默认值:0 |
使用过滤导数
-应用过滤器的导数项在
(默认)|从
仅对于离散时间PID控制器,清除此选项以未过滤的离散时间微分器代替过滤后的导数。当你这样做时,控制器输出的导数项变成:
对于连续时间PID控制器,导数项总是被过滤。
要启用此参数,请设置时间域来离散时间
,并设置控制器一个有导数项的类型。
块参数:UseFilter |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“上” ,“关闭” |
默认值:“上” |
滤波器系数(N)
- 微分滤波器系数指定滤波器系数的有限的,真正的增益值。滤波器系数确定在所述块的微分作用的滤波器的极点位置。滤波器的极点的位置取决于时间域参数。
当时间域是连续时间
,极点位置为s = n
。
当时间域是离散时间
,极点的位置取决于过滤方法参数。
过滤法 | 滤极位置 |
---|---|
向前欧拉 |
|
向后欧拉 |
|
梯形 |
该块不支持万博1manbetxN =正
(理想的未经过滤的导数)。当时间域是离散时间
,你可以清除使用过滤导数去掉导数滤波器。
可调:是的
要启用此参数,请在主要选项卡,设置控制器参数资源来内部
并集控制器来PID
或PD
。
块参数:N |
类型:标量、矢量 |
默认值:One hundred. |
选点重量(b)
-比例设定值权重在控制器的比例项上设置权重。2自由度控制器输出的比例项为P(br- - - - - -y),r是参考信号吗y为实测工厂产量。设置b0消除了对参考信号的比例作用,这可以减少系统对设定值的阶跃变化的响应超调。改变的相对值b和c改变干扰抑制和设定值跟踪之间的平衡。
可调:是的
要启用此参数,请在主要选项卡,设置控制器参数资源来内部
。
块参数:b |
类型:标量、矢量 |
默认值:1 |
选点重量(c)
-导数设定点权重在控制器的导数项上设置权重。2自由度控制器的导数项起作用cr- - - - - -y,在那里r是参考信号吗y为实测工厂产量。因此,设置c到所述参考信号,从而可以减少在给定值的阶跃变化的瞬态响应0消除微分作用。设置c到0可以产生一个既能有效抑制干扰又能平滑跟踪设定值而又不产生过渡瞬态响应的控制器。改变的相对值b和c改变干扰抑制和设定值跟踪之间的平衡。
可调:是的
要启用此参数,请在主要选项卡,设置控制器参数资源来内部
并集控制器到一个有微分作用的类型。
块参数:c |
类型:标量、矢量 |
默认值:1 |
选择优化方法
- 工具控制器系数的自动调谐基于传递函数(PID调谐器App)
(默认)|基于频率响应
如果你有万博1manbetx仿真软件控制设计软件,您可以自动调整PID系数时,他们是内部的块。为此,使用此参数选择一个调优工具,然后单击调优。
基于传递函数(PID调谐器App)
使用PID调谐器,它允许您在检查相关系统响应以验证性能时交互式地调整PID系数。PID调谐器可以调整所有的系数吗P,我,D,N,以及设定值系数b和c。默认情况下,PID调谐器与你的机器模型的线性化工作。对于不能被线性化模型,可以对来自模拟或测量的响应数据估计出的植物模型调谐PID系数。有关更多信息,请参见设计二自由度PID控制器(万博1manbetx仿真软件控制设计)。
基于频率响应
使用频率响应基于PID调谐器该方法根据仿真得到的频率响应估计数据对PID控制器系数进行整定。这种调优方法对于那些不能线性化或线性化为0的植物特别有用。频率响应基于PID调谐器曲调系数P,我,D,N,但不调整设定值系数b和c。有关更多信息,请参见根据工厂频率响应数据设计PID控制器(万博1manbetx仿真软件控制设计)。
这两种调优方法都采用单回路控制配置。万博1manbetx仿真软件控制设计软件包括适合更复杂配置的其他调优方法。有关调优a的其他方法的信息PID控制器块,看选择控制设计方法(万博1manbetx仿真软件控制设计)。
要启用此参数,请在主要选项卡,设置控制器参数资源来内部
。
使过零检测
-检测零点交叉复位和进入或离开饱和状态在
(默认)|从
过零检测可以准确地定位信号不连续点,而不需要使用非常小的时间步长,这会导致很长的仿真时间。如果您选择极限输出或激活外部复位在PID控制器块中,激活过零检测可以减少仿真的计算时间。选择此参数激活过零检测:
在初始状态重置
当进入较高或较低的饱和状态时
当处于较高或较低的饱和状态时
有关过零检测的更多信息,请参见讨论二阶导数过零检测。
块参数:过零 |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“上” ,“关闭” |
默认值:“上” |
资源
-积分器和导数初始条件的源程序内部
(默认)|外部
万博1manbetxSimulink使用初始条件在模拟开始时或在指定的触发事件时初始化积分器和派生过滤器(或未过滤的派生)输出。(见外部复位参数)。这些初始条件决定了初始块输出。使用此参数可选择如何向块提供初始条件值。
内部
方法指定初始条件积分器初始条件和过滤器初始条件参数。如果使用过滤导数未选中,则使用微分电路参数,用于指定未过滤微分器的初始条件,而不是筛选器的初始条件。
外部
使用块输入在外部指定初始条件。额外的输入端口我o和Do出现在块上。如果使用过滤导数没有被选择,提供初始条件未过滤的微分器在Do代替过滤器的初始条件。
块参数:InitialConditionSource |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“内部” ,“外部” |
默认值:“内部” |
积分
-积分器初始条件万博1manbetxSimulink使用积分器初始条件在模拟开始时或在指定的触发事件时初始化积分器(参见外部复位)。积分器的初始条件和滤波器的初始条件决定了系统的初始输出PID控制器块。
积分器的初始条件不能是南
或天道酬勤
。
中使用此参数初始化选项卡,设置资源来内部
,并设置控制器对于一个有积分作用的类型。
块参数:InitialConditionForIntegrator |
类型:标量、矢量 |
默认值:0 |
过滤器
-滤波器初始条件万博1manbetxSimulink中使用过滤器的初始条件来初始化在模拟的开始或在指定的触发事件的微分滤波器(见外部复位)。积分器的初始条件和滤波器的初始条件决定了系统的初始输出PID控制器块。
该过滤器初始条件不能南
或天道酬勤
。
中使用此参数初始化选项卡,设置资源来内部
,并使用一个带有导数滤波器的控制器。
块参数:InitialConditionForFilter |
类型:标量、矢量 |
默认值:0 |
微分电路
-未过滤导数的初始条件当使用未过滤的导数时,Simulink将使用此参数在模拟开始时或在指定的触发事万博1manbetx件(请参阅外部复位)。积分器的初始条件和导数的初始条件决定了系统的初始输出PID控制器块。
导数的初始条件不能是南
或天道酬勤
。
若要使用此参数,请设置时间域来离散时间
、清晰的使用过滤导数复选框,并在初始化选项卡,设置资源来内部
。
块参数:DifferentiatorICPrevScaledInput |
类型:标量、矢量 |
默认值:0 |
初始条件设置
-应用初始条件的位置状态(最有效)
(默认)|输出
使用此参数指定是否应用积分器初始条件和过滤器初始条件参数设置为相应的块状态或输出。您只能在命令行中使用以下命令更改此参数set_param
设置InitialConditionSetting
块的参数。
状态(最有效)
在所有情况下都使用此选项,除非块位于已触发的子系统或函数调用子系统中,并且启用了简化的初始化模式。
输出
在块处于触发子系统或函数调用子系统中时使用此选项,并启用简化的初始化模式。
的更多信息初始条件设置参数,请参阅离散时间积分器块。
此参数只能通过编程使用来访问。
块参数:InitialConditionSetting |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“状态” ,“输出” |
默认值:“状态” |
外部复位
-重新设置积分器和过滤器值的触发器没有一个
(默认)|升起
|下降
|要么
|水平
指定触发条件,使块将积分器和过滤器重置为初始条件。(如果使用过滤导数未选中,触发器将积分器和微分器重置为初始条件。)选择任何选项,除了没有一个
使重置块上的端口用于外部复位信号。
没有一个
积分器和滤波器(或微分器)输出在仿真开始时设置为初始条件,在仿真过程中不进行复位。
升起
当复位信号有上升沿时,复位输出。
下降
当复位信号有下降沿时,复位输出。
要么
复位信号上升或下降时,复位输出。
水平
复位信号如下:
当前时间步长是否为非零
从前一个时间步的非零变为当前时间步的零
当复位信号为非零时,此选项保持初始条件的输出。
要启用此参数,请设置控制器具有导数或积分作用的类型。
块参数:ExternalReset |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“没有” ,“上升” ,“下降” ,“要么” ,“水平” |
默认值:“没有” |
线性化时忽略重置
-力线性化忽略复位从
(默认)|在
选择强制Simulink和万博1manbetx万博1manbetx仿真软件控制设计类中指定的任何重置机制外部复位参数。忽略重置状态允许您对一个操作点周围的模型进行线性化,即使该操作点导致了块的重置。
块参数:IgnoreLimit |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“关闭” ,“上” |
默认值:“关闭” |
启用跟踪模式
-启动信号跟踪从
(默认)|在
信号跟踪使块输出跟随您在TR港口。当信号跟踪激活时,跟踪信号和块输出之间的差被反馈到积分器输入用增益Kt
,由指定的跟踪获得(Kt)参数。信号跟踪在多回路控制结构中有多种应用,包括无凸模控制转移和避免结束。
使用信号的跟踪,以实现在两个控制器之间进行切换的系统无扰动控制转移。假设你想一个PID控制器和其他控制器之间传输控制。要做到这一点,连接控制器输出到TR输入如下图所示。
有关更多信息,请参见具有双学位的自由度PID控制器的无扰控制权转移。
在多回路控制方法中,使用信号跟踪来防止阻塞结束。有关用1DOF PID控制器演示此方法的示例,请参见在多回路控制中,防止闭塞。
要启用此参数,请设置控制器对于一个有积分作用的类型。
块参数:TrackingMode |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“关闭” ,“上” |
默认值:“关闭” |
跟踪系数(Kt)
-信号跟踪反馈回路增益当您选择启用跟踪模式,信号之间的差值TR块输出反馈给积分器输入,并带有增益Kt
。使用此参数指定反馈循环中的增益。
要启用此参数,请选择启用跟踪模式。
块参数:Kt |
类型:标量 |
默认值:1 |
限制输出
- 限制块输出到指定的饱和度值从
(默认)|在
激活此选项将块输出限制在块内部,因此不需要单独的块饱和块后的控制器。它还允许您激活内置在块中的防卷绕机制(参见Anti-windup方法参数)。指定使用的饱和极限饱和下限和饱和上限参数。
块参数:LimitOutput |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“关闭” ,“上” |
默认值:“关闭” |
上限
-块输出的上饱和极限天道酬勤
(默认)|标量指定块输出的上限。块输出在所保持的饱和上限当比例操作、积分操作和微分操作的加权和超过该值时。
要启用此参数,请选择极限输出。
块参数:UpperSaturationLimit |
类型:标量 |
默认值:天道酬勤 |
下限
-降低块输出的饱和极限负
(默认)|标量指定块输出的下限。块输出在所保持的饱和下限每当比例,积分和微分作用的加权和低于该值。
要启用此参数,请选择极限输出。
块参数:LowerSaturationLimit |
类型:标量 |
默认值:负 |
线性化时忽略饱和
-力线性化忽略输出限制从
(默认)|在
力模型和万博1manbetx万博1manbetx仿真软件控制设计类中指定的块输出限制上限和下限参数。忽略输出限制允许您围绕操作点对模型进行线性化,即使操作点导致块超出了输出限制。
若要启用此参数,请选择极限输出参数。
块参数:LinearizeAsGain |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“关闭” ,“上” |
默认值:“关闭” |
Anti-windup方法
-积分器反卷绕方法没有一个
(默认)|反演计算
|夹紧
当您选择极限输出控制器组件的加权和超过指定的输出限制,块输出保持在指定的限制。然而,积分器输出可以继续增长(积分器结束),增加块输出和块组件总和之间的差异。换句话说,块中的内部信号可以是无界的,即使输出似乎受到饱和限制。如果没有防止积分器清盘的机制,可能会出现以下两种结果:
如果进入积分器的信号的符号不变,积分器继续积分,直到它溢出为止。溢出值是积分器输出的数据类型的最大值或最小值。
如果进入积分器的信号的符号在加权和超过输出限制后发生变化,则需要很长时间才能展开积分器并在块饱和限制内返回加权和。
在这两种情况下,控制器的性能都会受到影响。为了在没有防卷取机制的情况下对抗卷取的影响,可能需要对控制器进行失谐(例如,通过减少控制器增益),从而导致控制器动作缓慢。要避免此问题,请使用此参数激活一个反卷绕机制。
没有一个
不要使用防卷绕装置。
反演计算
当块输出饱和时,通过向积分器反馈饱和和不饱和控制信号之间的差异来展开积分器。下图是一个连续时间控制器的反算反馈电路。要查看控制器配置的实际反馈电路,请右键单击该块并选择面具>看下面具。
使用反演计算系数(Kb)参数,以指定增益的反卷绕反馈电路。它通常是令人满意的设置Kb =我
或对于具有微分作用的控制器,我* D Kb =√)
。反算可以用比较大的死区时间有效的植物[1]。
夹紧
当块组件的和超过输出限制,并且积分器输出和块输入具有相同的符号时,积分停止。当块组件的和超过输出限制且积分器输出和块输入符号相反时,将继续进行集成。夹紧有时被称为条件集成。
夹紧对于死时间相对较短的植物是有用的,但对于死时间较长的植物可能产生较差的瞬态响应[1]。
若要启用此参数,请选择极限输出参数。
块参数:AntiWindupMode |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“没有” ,“回算” ,“夹紧” |
默认值:“没有” |
反演计算系数(Kb)
-抗up反馈回路增益系数的反演计算
抗饱和方法解开积分当块输出饱和。它通过反馈到积分器的饱和和不饱和的控制信号之间的差这样做。使用反演计算系数(Kb)参数,以指定增益的反卷绕反馈电路。欲了解更多信息,请参阅Anti-windup方法参数。
若要启用此参数,请选择极限输出参数,并设置Anti-windup方法参数反演计算
。
块参数:Kb |
类型:标量 |
默认值:1 |
此选项卡中的参数主要用于使用定点设计器™生成定点代码。它们定义在生成代码时如何存储和处理与块关联的数字量。
如果需要为定点代码生成配置数据类型,请单击开放定点工具并使用该工具在选项卡中配置其余的参数。有关使用定点工具的信息,请参阅使用定点工具自动缩放数据对象(定点设计师)。
使用定点工具之后,如果需要,可以使用此选项卡中的参数对定点数据类型设置进行调整。对于每个与块相关的数量,您可以指定:
浮点或定点数据类型,包括数据类型是否继承自块中的上游值。
数量的最小值和最大值,这决定了如何对数量的定点表示进行缩放。
有关选择适当值的帮助,请单击打开相应数量的数据类型助手。有关更多信息,请参见指定使用数据类型助理数据类型。
Data Types选项卡中列出的具体数量取决于如何配置PID控制器块。一般来说,你可以为以下类型的数量配置数据类型:
Product output—存储在块掩码下执行的乘法的结果。例如,P产品输出存储所述增益块的输出与相乘的比例增益块输入P。
参数——存储数值块参数的值,例如P,我,或D。
块输出——存储在PID控制器块掩码下的块的输出。例如,使用积分器的输出指定称为Integrator的块的输出的数据类型。该块位于积分器子系统的掩码之下,计算控制器动作的积分器项。
累加器——存储与sum块相关的值。例如,SumI2蓄电池设置与sum块SumI2关联的累加器的数据类型。此块位于防风子系统的反计算子系统的掩码之下。
通常,您可以通过查看PID控制器块掩码并检查它的子系统来找到与列出的任何参数相关联的块。您还可以使用Model Explorer在掩码下搜索列出的参数名,例如SumI2
。(见模型浏览器)。
匹配输入和内部数据类型
默认情况下,块中的所有数据类型设置为继承:通过内部规则继承
。通过该设置,Simulink选择数据类万博1manbetx型来平衡数值精度、性能和生成的代码大小,同时考虑嵌入式目标硬件的属性。
在某些情况下,块内的数据类型之间可能发生不兼容性。例如,在连续时间下,掩模下的积分器块只能接受类型信号双
。如果输入信号块是不能转换成的类型双
,如uint16
,类型继承的内部规则在生成代码时生成错误。
为了避免此类错误,可以使用数据类型设置强制进行数据类型转换。例如,您可以显式地设置P产品输出,我的产品输出,D产品输出来双
,确保达到连续时间积分器的信号类型的双
。
通常,不建议在连续时间内对代码生成应用程序使用块。但是,如果您显式地将某些值设置为与块内的下游信号约束不兼容的数据类型,则在离散时间内也会发生类似的数据类型错误。在这种情况下,使用数据类型设置来确保所有数据类型在内部兼容。
整数舍入模式
-定点操作的四舍五入模式地板
(默认)|天花板
|收敛
|最近的
|轮
|简单的
|零
指定定点操作的舍入模式。有关更多信息,请参见舍入(定点设计师)。
块参数总是四舍五入到最接近的可表示值。若要控制块参数的舍入,请使用MATLAB输入表达式®四舍五入功能到遮罩字段。
块参数:RndMeth |
类型:特征向量 |
价值观:'Ceiling' | 'Convergent' | 'Floor' | 'Nearest' | 'Round' | '最简单的' | 'Zero' |
默认值:“地板” |
使整数溢出饱和
-溢出动作的方法从
(默认)|在
指定溢出是否饱和或换行。
从
-溢出封装到数据类型可以表示的适当值。
例如,数字130不适合有符号的8位整数,并且包装为-126。
在
-溢出饱和到数据类型可以表示的最小值或最大值。
例如,与带符号的8位整数相关联的溢出可以达到-128或127。
当您的模型可能存在溢出并且您希望在生成的代码中有显式的饱和保护时,请考虑选择此复选框。
当您希望优化生成代码的效率时,请考虑清除此复选框。
清除此复选框还可以帮助您避免过多地指定块如何处理超出范围的信号。有关更多信息,请参见排除信号范围错误。
当您选择此复选框时,饱和度适用于块上的每个内部操作,而不只是输出或结果。
一般情况下,代码生成过程可以检测何时不可能发生溢出。在这种情况下,代码生成器不会产生饱和代码。
块参数:SaturateOnIntegerOverflow |
类型:特征向量 |
价值观:”从“|”“ |
默认值:“关闭” |
针对定点工具的更改锁定数据类型设置
-防止定点工具覆盖数据类型从
(默认)|在
选择此参数可防止定点工具覆盖您在此块上指定的数据类型。有关更多信息,请参见锁定输出数据类型设置(定点设计师)。
块参数:LockScale |
类型:特征向量 |
价值观:”从“|”“ |
默认值:“关闭” |
此选项卡中的参数主要用于代码生成。
州名(如“位置”)
- 名称为连续时间滤波器和积分器状态''
(默认)|字符向量为连续时间PID控制器分配与积分器或过滤器相关联的状态的唯一名称。(有关离散时间PID控制器中的状态名的信息,请参见国家的名字。参数)的状态的名称被使用,例如:
在生成的代码中对应的变量
作为存储名称的一部分模拟过程中记录的状态时,
通过对块进行线性化,得到线性模型中相应的状态
有效的状态名以字母或下划线字符开头,后跟字母数字或下划线字符。
要启用此参数,请设置时间域来连续时间
。
参数:IntegratorContinuousStateAttributes ,FilterContinuousStateAttributes |
类型:特征向量 |
默认值:'' |
国家的名字
-离散时间滤波器和积分器状态的名称分配一个唯一的名称与所述积分器或过滤器,用于离散时间PID控制器相关联的状态。(对于连续时间PID控制器关于状态的名称信息,请参见州名(如“位置”)参数)。
有效的状态名以字母或下划线字符开头,后跟字母数字或下划线字符。使用状态名,例如:
在生成的代码中对应的变量
作为存储名称的一部分模拟过程中记录的状态时,
通过对块进行线性化,得到线性模型中相应的状态
有关在代码生成中使用状态名的更多信息,请参见将存储类应用于单个信号、状态和参数数据元素(万博1manbetx编码器的Simulink)。
要启用此参数,请设置时间域来离散时间
。
参数:IntegratorStateIdentifier ,FilterStateIdentifier |
类型:字符串,特征向量 |
默认值:"" |
状态名必须解析为Simulink信号对象万博1manbetx
-要求将该状态名解析为信号对象从
(默认)|在
选择此参数以要求离散时间积分器或筛选器状态名解析为Simulink信号对象。万博1manbetx
为了使该参数用于所述离散时间积分器或滤波器状态:
集时间域来离散时间
。
为积分器或过滤器指定一个值国家的名字。
设置模型配置参数信号的分辨率而不是没有一个
。
选中此复选框将禁用代码生成存储类用于对应的积分器或过滤器的状态。
块参数:IntegratorStateMustResolveToSignalObject ,FilterStateMustResolveToSignalObject |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“关闭” ,“上” |
默认值:“关闭” |
代码生成存储类
-存储类的代码生成汽车
(默认)|ExportedGlobal
|ImportedExtern
|ImportedExternPointer
为代码生成选择状态存储类。如果不需要与外部代码进行接口,请选择汽车
。
有关更多信息,请参见将存储类应用于单个信号、状态和参数数据元素(万博1manbetx仿真软件编码器)和应用内置和定制的存储类数据元素(嵌入式编码)。
为了使该参数用于所述离散时间积分器或滤波器状态:
集时间域来离散时间
。
为积分器或过滤器指定一个值国家的名字。
设置模型配置参数信号的分辨率而不是没有一个
。
块参数:IntegratorRTWStateStorageClass ,FilterRTWStateStorageClass |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:“汽车” ,“ExportedGlobal” ,“ImportedExtern” |“ImportedExternPointer” |
默认值:“汽车” |
代码生成存储类型限定符
-存储类型限定符“常量”
|“不稳定”
|……指定存储类型限定符,如常量
或挥发性
。
这个参数将在以后的版本中删除。若要将存储类型限定符应用于数据,请使用自定义存储类和内存节。除非使用嵌入式编码器的基于ert的代码生成目标®,自定义存储类和内存段不影响生成的代码。
要启用此参数,请设置代码生成存储类任何价值,除了汽车
。
块参数:IntegratorRTWStateStorageTypeQualifier ,FilterRTWStateStorageTypeQualifier |
类型:字符串,特征向量 |
价值观:"" ,“常量” ,“不稳定” |
默认值:"" |
数据类型 |
|
直接引线 |
|
多维信号 |
|
适应信号 |
|
讨论二阶导数过零检测 |
|
A 2自由度PID控制器可以被解释为PID控制器具有预过滤器,或一个PID控制器的前馈元件。
在并行的形式下,两自由度PID控制器可以等效地建模如下框图所示C是单自由度PID控制器吗F是对参考信号的预滤波。
裁判为参考信号,y来自被测系统输出的反馈,和u是控制器输出。对于连续时间2自由度PID控制器的并行形式,其传递函数为F和C是
哪里b和c为设定值权重。
对于理想的形式的2自由度PID控制器,所述传递函数是
类似的分解也适用于离散时间2自由度控制器。
另外,并行二自由度PID控制器可以如下框图所示建模。
在此实现,问对参考信号起前馈调节作用。对于连续时间的2自由度并联PID控制器,其传递函数为问是
对于理想形式的二自由度PID控制器,传递函数为
传递函数为C与在滤波器分解相同。
类似的分解也适用于离散时间2自由度控制器。
[1] Visioli,A., “修饰的抗饱和方案PID控制器”IEE过程-控制理论和应用,第150卷,第1期,2003年1月
对于连续时间PID控制器(时间域设置为连续时间
):
考虑使用型号Discretizer将连续时间块映射到支持代码生成的离散等价物。万博1manbetx访问模型离散器,在应用程序选项卡,在控制系统,点击型号Discretizer。
不推荐用于生产代码。
对于离散时间PID控制器(时间域设置为离散时间
):
取决于放置在被触发的子系统层次结构中的绝对时间。
生成的代码依赖于memcpy
或memset
函数(string.h
在一定的条件下。
只支持离散时间PID控制器的定点代码生成(万博1manbetx时间域设置为离散时间
)。
你点击了一个链接,对应于这个MATLAB命令:
通过在MATLAB命令窗口中输入该命令来运行它。Web浏览器不支持MATLAB命令。万博1manbetx
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