Arkadiy Turevskiy, MathWorks
在Simulink中设计了直流电机的PID控制器万博1manbetx®.通过使用PID控制器块创建一个闭环系统,然后使用PID调谐器调整PID控制器块的增益。
在本演示中,您将看到如何在Simulink中快速调整计划模型的PID控制器。万博1manbetx
在这种特殊情况下,我们对直流电机进行建模。在这个方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。
我们看到Simscape和Simutronics块在他们的块掩模上工作。我们用这个模型作为马达。我们不会设计将控制电机轴的转速的数字控制系统。控制器将计算出期望转速与测量转速之间的误差信号,并利用我们的信号计算出电压请求,从而对电机发出指令。
注意,我们在测量通道中建模传感器噪声,因为我们的控制系统是数字的,他们也建模A到D转换器是一个采样时间0.02秒,在整个块上使用零阶。
现在需要添加补偿器。为此,我们去Simulink Librar万博1manbetxy Browser创建子库。将离散PID控制器块添加到模型中。现在让我们将这个块连接到模型的其余部分,并打开block对话框。
这里我们可以指定我们想要使用的控制器类型:PID, PI, PD,比例,或简单积分。我们将保持在PID。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A到D转换器中使用的相同的一个。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,我们还不知道增益应该是多少,所以让我们应用采样时间变化,并尝试作为默认增益值运行模拟。让我们把电压加到示波器上。
运行这个模拟,我们发现我们的控制系统并不是很好。蓝线表示期望的速度,红线表示实际测量的速度。正如我们所见,我们的控制系统跟踪得不是很好。让我们努力提高这个性能。为此,我们将回到方块对话框并按下Tune按钮。
这次发布配对了调谐器,它可以线性化一个计划,计算PID增益,并打开一个图形用户界面。在图形用户界面中,我们看到两行。虚线表示系统对当前增益值的闭环阶跃响应。实线显示出相同的响应计算增益值。
让我们用收益来计算。当我们这样做时,我们看到我们的块参数,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。如我们所见,我们确实改善了控制系统的性能。现在它可以很好地跟踪零稳态误差。它的速度相对较快,并有相对较小的超调。
如果你想提高我们的控制系统的性能,我们可以回到PID调谐器图形用户界面,例如,如果你想,试着让超调稍低一些。或者如果你想要更快的响应,我们可以尝试用一个滑块把它向右移动,让系统响应更快。
例如,让我们试试这个设计。现在回到我们的模型,用这个设计运行模拟。我们看到我们确实得到了更快的响应,但在更大的噪声和更高的电压请求信号,所以我们可能牺牲驱动器的寿命来实现更快的响应。
现在,这是一个作为工程师可以决定的权衡,但您现在可以使用这个工具,它可以快速设计和调整在Simulink中建模的PID控制器。万博1manbetx演示到此结束。
你也可以从以下列表中选择一个网站:
请选择表现最佳的中国网站(中文或英文)。MathWorks的其他国家网站并没有针对您所在位置的访问进行优化。