此示例显示如何在Simulink中实现增益计划控件金宝app®模型使用一组PID控制器。PID控制器是针对电厂的一系列稳态工作点进行调整的,这是高度非线性的。
本示例建立在已完成的工作之上多工作点的PID控制器设计族.在该实例中,连续搅拌釜反应器(CSTR)植物模型在具有输出浓度的稳态工作点处进行线性化C= 2,3,...,8,8,9,CSTR植物中的非线性在不同的输出浓度下产生不同的线性化动态。该示例使用pidtune
命令生成并调整每个输出浓度的单独PID控制器。
您可以预期每个控制器在其相应的输出集中围绕其相应的输出浓度均匀执行良好。此示例显示了如何使用PID控制器块以增益计划配置实现所有这些控制器。在这种配置中,PID增益随输出浓度的变化而变化。此配置可确保在控制系统的操作范围内的任何输出浓度下进行良好的PID控制。
从生成的控制器开始多工作点的PID控制器设计族.如果这些控制器尚未在MATLAB中®工作区,从数据文件加载它们pidgainschedexample.mat
.
加载PIDGainSchedExample
此操作将两个变量放在Matlab Workspace中,控制器
和C
.模型阵列控制器
包含八个pid
模型,每次调谐到载体中的一个输出集中C
.
为了在增益计划配置中实现这些控制器,创建查找表,将每个输出浓度与相应的PID增益集关联起来。仿真软件金宝app模型PIDGainSchedCSTRExampleModel
包含此类查找表,配置为为CSTR工厂提供增益预定控制。打开此模型。
open_system ('pidgainschedcstrexamplemodel')
在这个模型中,PID控制器块被配置为具有PID系数的外部输入端口。使用外部输入可以使系数随输出浓度的变化而变化。打开块以检查配置。
设置源参数到外部的
启用系数的输入端口。
该模型使用1-D查找表每个PID系数的块。通常,对于增益计划的PID控制,使用调度变量作为查找表输入,以及相应的控制器系数值作为输出。在该示例中,CSTR工厂输出浓度是查找表输入,并且输出是对应于该浓度的PID系数。要查看查找表的配置方式,请打开P查找表
堵塞。
这表数据参数包含每个控制器的比例系数数组,控制器。Kp
.的属性的更多信息pid
模型在控制器
数组,看到pid
.)这个数组中的每个条目都对应于数组中的一个条目C
输入了断点1范围。对于陷入条目之间的浓度值C
, 这P查找表
块执行线性插值以确定比例系数的值。为整体和衍生系数设置查找表,配置我查找表
和维查找表
块使用控制器。Ki
和控制器。Kd
, 分别。对于此示例,该配置已经在模型中完成。
这pid
模型在控制器
数组表示衍生滤波器系数作为时间常数,控制器.TF.
(见pid
更多信息参考页)。然而,PID控制器块表示衍生滤波器系数作为反常常数,N
.因此,n查找表
块必须配置为使用中每个值的逆控制器.TF.
.打开n查找表
块以查看配置。
模拟模型。这浓度定位点
块配置为步骤跨越跨越操作范围的设定值序列c = 2
和C = 9.
(在示波器上显示为黄色)。仿真表明,增益调度配置在此范围内(范围上的粉红色)实现了良好的设定值跟踪。
如多工作点的PID控制器设计族,CSTR厂在工作范围内不稳定C = 4.
和C = 7.
.增益预定的PID控制器稳定工厂并通过整个不稳定区域产生良好的设定点跟踪。要完全验证对非线性工厂的控制设计,请应用各种设定值测试序列,该试验序列测试跟踪性能,以便在操作范围内进行不同尺寸和方向的步骤。您也可以通过在没有增益调度的情况下,将性能与设计进行比较,通过设置所有条目控制器
阵列相等。