初始PI控制器设计

加载一个仿真软金宝app件^®模型包含一个PID控制器块。

open_system (“singlePILoop”）

这个例子中的植物是:

该模型还包括一个参考信号和在被控对象输入端的阶跃扰动。参考跟踪是在y到参考信号，r．干扰抑制是在y注入的扰动，d．当你使用PID调谐器为了调整控制器，您可以根据应用程序的需要调整设计以支持参考跟踪或干扰抑制。

为电站设计初始控制器。双击PID控制器块，打开“块参数”对话框，单击调优．PID调谐器打开并自动计算初始控制器设计。

Simulink模型中的控制器被配置为pi类金宝app型的控制器。因此，设计的初始控制器为PID调谐器也是pi型。

添加输入干扰抑制的阶跃响应图。选择添加图>输入干扰抑制．

PID调谐器在新选项卡中平铺扰动拒绝图。

默认情况下，对于给定的带宽和相位裕度，PID调谐器调整控制器，以实现参考跟踪和抗干扰之间的平衡。在这种情况下，控制器在参考跟踪响应中产生一些超调量。在初始峰值后，控制器以较长的稳定时间抑制输入扰动。

点击用这个初始控制器设计更新Si金宝appmulink模型。这样做也会更新中的块响应图PID调谐器，以便在改变控制器设计时，可以将结果与初始设计进行比较。

调整瞬态行为

根据您的应用程序，您可能想要改变引用跟踪和干扰抑制之间的平衡，以有利于其中一个或另一个。对于PI控制器，您可以使用瞬态行为滑块。移动瞬态行为滑块向左，以提高抗干扰能力。初始控制器设计的响应现在显示为块响应(虚线)。

将瞬态特性系数降低到0.45会加快对干扰的抑制，但也会增加参考跟踪响应的超调量。

移动瞬态行为向右，直到参考跟踪响应中的超调最小。

将瞬态特性系数增加到0.70几乎消除了超调量，但导致了缓慢的干扰抑制。你可以试着移动瞬态行为滑块，直到你找到一个合适的平衡之间的参考跟踪和干扰拒绝为您的应用程序。滑块对平衡的影响程度取决于工厂的型号。对于一些植物模型来说，影响并不像这个例子中显示的那么大。

改变PID调优设计焦点

到目前为止，当你改变瞬态行为系数时，控制系统的响应时间保持不变。这些操作相当于固定带宽和改变系统的目标最小相位裕度。如果你想固定带宽和目标相位裕度，你仍然可以改变参考跟踪和干扰抑制之间的平衡。为了调整一个支持干扰抑制或参考跟踪的控制器，你改变设计重点的PID整定算法。

改变了PID调谐器控制系统中可调参数越多，设计焦点越有效。因此，与PI控制器一起使用时，效果不大。要查看其效果，请将控制器类型更改为PID。在Simuli金宝appnk模型中，双击PID控制器模块。在块参数对话框中，在控制器下拉菜单,选择PID．

点击应用．然后,单击调优．这一行动更新PID调谐器采用了一种新的控制器设计，这次为PID控制器。点击用这个初始PI金宝appD控制器设计的Simulink模型，这样当你改变设计重点时，可以比较结果。

在PI的情况下，初始PID设计平衡了参考跟踪和干扰抑制。在这种情况下，控制器在参考跟踪响应中产生一定的超调量，并以较长的稳定时间抑制输入扰动。

改变PID调谐器设计重点是在不改变响应时间或瞬态行为系数的情况下有利于参考跟踪。为此，请单击选项，并在焦点菜单中,选择参考跟踪．

PID调谐器以参考跟踪性能为重点，自动返回控制器系数。

平衡控制器的响应现在显示为块响应，用焦点参考跟踪调优的控制器为调谐响应．从图中可以看出，与平衡控制器设计相比，所得到的控制器跟踪参考输入的超调量要小得多，而且稳定时间也快得多。然而，这种设计的抗干扰性要差得多。

最后，将设计重点转向抗干扰。在选项对话框中焦点菜单中,选择输入干扰抑制．

这种控制器设计提高了抗扰性，但导致参考跟踪响应的超调量增加。

当您使用设计焦点选项时，您仍然可以调整瞬态行为滑块用于进一步微调这两种性能度量之间的平衡。同时使用设计焦点和滑块来达到最佳的性能平衡，以满足您的设计需求。这种微调对系统性能的影响很大程度上取决于工厂的特性。对于一些植物，移动瞬态行为滑动条或改变焦点选择权的作用很小或没有作用。

为了获得对参考跟踪和干扰抑制的独立控制，你可以使用一个两自由度控制器，PID控制器(2自由度)，而不是一个单自由度控制器。