快速参考跟踪的PID控制器设计- MATLAB & Simulink - MathWorks Australia金宝app

用于快速参考跟踪的PID控制器设计

这个例子展示了如何使用PID调谐器为工厂设计控制器：

$年代 y 年代 = \frac{1}{{(年代 + 1 ）}^{3.}} ．$

设计要求闭环系统跟踪基准输入，上升时间小于1.5 s，稳定时间小于6 s。

在本例中，您将该植物表示为线性时不变模型．查阅有关使用PID调谐器调一个PID控制器Simulink中的块金宝app^®模型中,看到优化PID控制器的参考跟踪或干扰抑制(金宝app仿真软件控制设计)．

创建工厂模型并打开PID调谐器为首次通过设计设计PI控制器。
```
Sys = zpk([]，[-1 -1 -1]，1);pidTuner (sys,“π”)
```
当你打开PID调谐器，它会自动设计一个你指定类型的控制器(这里是PI)。控制器的设计是为了在性能(响应时间)和鲁棒性(稳定裕度)之间取得平衡。PID调谐器用所设计的控制器显示系统的闭环阶跃响应。

提示

你也可以打开PID调谐器从MATLAB^®桌面,应用程序选项卡。执行此操作时，请使用植物菜单PID调谐器指定植物模型。
检查基准跟踪上升时间和稳定时间。
右键单击图并选择>上升时间在图上用蓝点标出上升时间。选择特性>沉降时间以标记沉降时间。要查看带有数值的工具提示，请单击每个蓝点。

初始PI控制器设计的上升时间为2.35秒，稳定时间为10.7秒。这两个结果均低于设计要求。

请注意

要在表格中而不是在绘图的工具提示中显示性能指标，请单击显示参数．此操作将打开一个显示，其中包含性能和健壮性指标以及调优后的控制器增益。
滑动响应时间滑块向右，尝试提高循环性能。响应图会根据新的设计自动更新。

移动响应时间滑块足够远，以满足小于1.5 s的上升时间要求，产生更大的振荡。此外，参数显示显示，新的响应具有不可接受的长稳定时间。

为了达到更快的响应速度，算法必须牺牲稳定性。
更改控制器类型以提高响应。
给控制器添加微分动作PID调谐器更多的自由度，以获得足够的相位裕度和所需的响应速度。
在类型菜单中,选择PIDF．PID调谐器设计一个新的PIDF控制器。（参见PID控制器类型有关可用控制器类型的详细信息。）

上升时间和沉降时间满足设计要求。你可以使用响应时间对滑块的响应做进一步的调整。要恢复到默认的自动调优结果，请单击重新设计．

请注意

要调整闭环带宽而不是响应时间，请选择频域从设计模式菜单。带宽与响应时间成反比。
如果合适，分析其他系统响应。
如需分析其他系统响应，请单击添加绘图．选择要分析的系统响应。

例如，要观察闭环阶跃响应对扰动在植物的输入，在一步部分的添加绘图菜单中,选择输入干扰抑制．干扰抑制响应出现在一个新的图中。

看到分析PID调谐器的设计有关可用响应图的更多信息。

提示

使用的选项视图TAB来改变PID调谐器显示多个情节。
将控制器设计导出到MATLAB工作区。
要将最终的控制器设计导出到MATLAB工作区，请单击出口．PID调谐器导出控制器为
- pid控制器对象，如果形式是平行的
- pidstd控制器对象，如果形式是标准
控件中的右键菜单也可以导出模型数据浏览器．要这样做，请单击数据浏览器选项卡。

然后，在模型上单击鼠标右键并选择出口．