PID控制系统辨识- MATLAB & Simulink - MathWorks Australi金宝appagydF4y2Ba - 金宝app,下载188bet金宝搏,金宝搏官方网站

PID控制的系统辨识gydF4y2Ba

植物鉴别gydF4y2Ba

在许多情况下，您想要控制的系统的动态表示是不可用的。解决这个问题的一个方法是使用识别技术来获得一个动态模型。系统由一个可测量的信号激励，并以一定的采样率采集系统的相应响应。然后，使用得到的输入-输出数据来获得系统的模型，如传递函数或状态空间模型。这个过程叫做gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba或gydF4y2Ba估计gydF4y2Ba．系统识别的目标是选择一个模型，在测量到的系统对特定输入的响应和模型对相同输入的响应之间产生最好的可能匹配。gydF4y2Ba

如果你有Simulink金宝appgydF4y2Ba^®gydF4y2Ba模型的控制系统，你可以模拟输入/输出数据，而不是测量它。估计的过程是一样的。对系统在已知激励下的响应进行了仿真，并根据仿真得到的输入/输出数据估计了系统的动力学模型。gydF4y2Ba

无论您使用测量的还是模拟的数据进行估计，一旦确定了合适的工厂模型，您就可以基于您对工厂模型所代表的系统期望行为的了解，对工厂施加控制目标。然后设计一个反馈控制器来满足这些目标。gydF4y2Ba

如果您有系统识别工具箱™软件，您可以使用gydF4y2BaPID调谐器gydF4y2Ba在一个单一的界面中，工厂识别和控制器设计。您可以导入输入/输出数据，并使用它来标识一个或多个工厂模型。或者，您可以从Simulink模型获得模拟的输入/输出数据，并使用它来识别一个或多个植物模型。金宝app然后，您可以使用这些设备设计和验证PID控制器。gydF4y2BaPID调谐器gydF4y2Ba还允许您直接导入植物模型，例如您从独立标识任务中获得的植物模型。gydF4y2Ba

有关系统标识的概述，请参见gydF4y2Ba关于系统辨识gydF4y2Ba(系统辨识工具箱)gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

非线性系统PID控制的线性逼近gydF4y2Ba

许多系统的动力学行为可以用系统的输入和输出之间的线性关系来充分描述。即使在某些操作状态下，行为变得非线性，也经常有系统动力学是线性的状态。例如，运算放大器的行为或空气动力体的升力动力学可以用线性模型来描述，在一定的有限的输入操作范围内。对于这样的系统，您可以执行一个实验(或模拟)，仅在其行为的线性范围内激发系统，并收集输入/输出数据。然后可以使用这些数据来估计线性对象模型，并为线性模型设计PID控制器。gydF4y2Ba

在其他情况下，非线性的影响很小。在这种情况下，一个线性模型可以提供一个很好的近似，这样非线性偏差被视为扰动。这种近似很大程度上依赖于输入轮廓，振幅和激励信号的频率内容。gydF4y2Ba

线性模型通常描述由于小扰动输入而使系统响应偏离某一平衡点的情况。考虑一个非线性系统，它的输出，gydF4y2BaygydF4y2Ba（gydF4y2BatgydF4y2Ba)，根据已知的输入遵循规定的轨迹，gydF4y2BaugydF4y2Ba（gydF4y2BatgydF4y2Ba）.动力学描述为gydF4y2BadxgydF4y2Ba（gydF4y2BatgydF4y2Ba) /gydF4y2BadtgydF4y2Ba＝gydF4y2BafgydF4y2Ba（gydF4y2BaxgydF4y2Ba，gydF4y2BaugydF4y2Ba），gydF4y2BaygydF4y2Ba＝gydF4y2BaggydF4y2Ba（gydF4y2BaxgydF4y2Ba，gydF4y2BaugydF4y2Ba）gydF4y2Ba．在这里,gydF4y2BaxgydF4y2Ba是系统的内部状态向量吗gydF4y2BaygydF4y2Ba为输出变量的向量。的函数gydF4y2BafgydF4y2Ba和gydF4y2BaggydF4y2Ba，可以是非线性的，是系统和测量动力学的数学描述。假设当系统处于平衡状态时，对输入有一个小扰动，gydF4y2BaΔugydF4y2Ba，会导致输出的一个小扰动，gydF4y2BaΔygydF4y2Ba：gydF4y2Ba

$\begin{array}{l} ΔgydF4y2Ba \overset{˙gydF4y2Ba}{xgydF4y2Ba} ＝gydF4y2Ba \frac{\partialgydF4y2Ba fgydF4y2Ba}{\partialgydF4y2Ba xgydF4y2Ba} ΔgydF4y2Ba xgydF4y2Ba +gydF4y2Ba \frac{\partialgydF4y2Ba fgydF4y2Ba}{\partialgydF4y2Ba ugydF4y2Ba} ΔgydF4y2Ba ugydF4y2Ba ，gydF4y2Ba \\ ΔgydF4y2Ba ygydF4y2Ba ＝gydF4y2Ba \frac{\partialgydF4y2Ba ggydF4y2Ba}{\partialgydF4y2Ba xgydF4y2Ba} ΔgydF4y2Ba xgydF4y2Ba +gydF4y2Ba \frac{\partialgydF4y2Ba ggydF4y2Ba}{\partialgydF4y2Ba ugydF4y2Ba} ΔgydF4y2Ba ugydF4y2Ba ．gydF4y2Ba \end{array}$

例如，考虑系统的Simulink模块图如下:金宝appgydF4y2Ba

当在无干扰的环境中运行时，值50的名义输入使电厂保持在值2000的恒定轨道上。任何扰动都会导致电站偏离这个值。PID控制器的任务是对输入信号进行小的修正，使系统在合理的时间内回到其标称值。因此，PID控制器只需要在线性偏差动态上工作，即使实际的植物本身可能是非线性的。因此，在某些情况下，你可以通过设计一个PID控制器来实现对非线性系统的有效控制。gydF4y2Ba

线性过程模型gydF4y2Ba

一个常见的用例是为制造厂的稳态运行设计PID控制器。在这些工厂中，通常需要一个模型来描述可测量的输入变量对产量的影响，该模型以SISO工厂的形式出现。整个系统在本质上可能是MIMO，但是实验或模拟是以一种方式进行的，这种方式使得测量一个输入变量对选定输出的增量效应成为可能。数据可能相当嘈杂，但由于期望只控制主要的动态，一个低阶的对象模型通常就足够了。这种代理是通过收集或模拟输入-输出数据，并从中推导出一个过程模型(具有未知延迟的低阶传递函数)来获得的。用于导出数据的激励信号常常是所选输入变量值的一个简单的凸起。gydF4y2Ba

高级系统识别任务gydF4y2Ba

在gydF4y2BaPID调谐器gydF4y2Ba，你只能识别单输入，单输出，连续时间工厂模型。此外,gydF4y2BaPID调谐器gydF4y2Ba无法执行以下系统识别任务:gydF4y2Ba

确定任意极点数和零点数的传递函数。（gydF4y2BaPID调谐器gydF4y2Ba可以识别最多三个极点和一个零点的传递函数，加上一个积分器和一个时间延迟。gydF4y2BaPID调谐器gydF4y2Ba可以识别任意顺序的状态空间模型。)gydF4y2Ba
估计模型的干扰分量，这对分离测量动力学和噪声动力学是有用的。gydF4y2Ba
通过比较植物对独立数据集的响应来验证估计。gydF4y2Ba
执行残留分析。gydF4y2Ba

如果需要这些增强的标识特性，请将数据导入gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba应用程序(gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Ba(系统辨识工具箱)gydF4y2Ba）.使用gydF4y2Ba系统识别gydF4y2Baapp进行模型识别，并将识别出的模型导出到MATLAB中gydF4y2Ba^®gydF4y2Ba工作区。然后将识别的模型导入gydF4y2BaPID调谐器gydF4y2Ba用于PID控制器的设计。gydF4y2Ba

有关系统标识工具的更多信息，请参见gydF4y2Ba使用系统识别应用程序识别线性模型gydF4y2Ba(系统辨识工具箱)gydF4y2Ba．gydF4y2Ba