主要内容

pidTuner

打开PID调谐器进行PID整定

语法

pidTuner (sys、类型)
pidTuner (sys Cbase)
pidTuner(系统)
pidTuner

描述

pidTuner (sys类型启动PID调谐器应用程序并设计了一个类型的控制器类型对植物sys

pidTuner (sysCbase启动PID调谐器与基线控制器Cbase这样你就可以比较设计控制器和基线控制器之间的性能。如果Cbase是一个pidpidstdpid2pidstd2控制器对象,PID调谐器设计的控制器的形式,类型,和离散积分器公式相同Cbase

pidTuner (sys设计了一个并行式PI控制器。

pidTuner启动PID调谐器,默认植物1和比例(P)控制器1。

输入参数

sys

用于控制器设计的工厂模型。sys可以是:

  • 任何SISO LTI系统(例如党卫军特遣部队zpk,或的朋友)。

  • 任意系统识别工具箱™SISO线性模型(idtf(系统识别工具箱)idfrd(系统识别工具箱)idgrey(系统识别工具箱)idpoly(系统识别工具箱)idproc(系统识别工具箱),或中的难点(系统识别工具箱))。

  • 连续或离散时间模型。

  • 稳定的,不稳定的,积分的。然而,在PID控制下,您可能无法稳定具有不稳定极点的植物。

  • 包括任何类型的时间延迟的模型。然而,具有长时间延迟的装置在PID控制下可能无法达到足够的性能。

如果植物有不稳定的极点,并且sys要么是:

  • 一个的朋友模型

  • 一个党卫军模型的内部时间延迟不能转换为I/O延迟

然后,您必须指定工厂中不稳定极点的数量。要做到这一点,打开PID调谐器后,在植物菜单中,选择进口.在“导入线性系统”对话框中,重新导入sys,指定提示的不稳定极点的数量。

类型

要设计的控制器的控制器类型,指定为字符向量。这个词控制器类型指哪些项出现在控制器动作中。例如,PI控制器只有比例项和积分项,而PIDF控制器包含比例项、积分器项和过滤后的导数项。类型可以取下面总结的值。有关这些控制器类型的详细信息,请参见PID控制器整定类型

1-DOF控制器

  • “P”-仅按比例

  • “我”-仅限积分

  • “π”-比例和积分

  • “PD”-比例和导数

  • “PDF”-比例和导数与导数项上的一阶滤波器

  • “PID”-比例,积分和导数

  • “PIDF”-比例,积分,导数与一阶滤波器的导数项

二自由度控制器

  • “皮”- 2-DOF比例积分

  • “PD2”- 2-DOF比例和导数

  • “PDF2”- 2-DOF比例和导数与一阶滤波器的导数项

  • “PID2”- 2-DOF比例,积分和导数

  • “PIDF2”- 2-DOF比例,积分,导数与一阶滤波器的导数项

有关2-DOF PID控制器的更多信息,请参见二自由度PID控制器

具有固定设定值权值的2自由度控制器

  • “I-PD”- 2-DOF PID与b= 0,c= 0

  • “I-PDF”- 2-DOF PIDF与b= 0,c= 0

  • “ID-P”- 2-DOF PID与b= 0,c= 1

  • “IDF-P”- 2-DOF PIDF与b= 0,c= 1

  • “πd的”- 2-DOF PID与b= 1,c= 0

  • “PI-DF”- 2-DOF PIDF与b= 1,c= 0

有关固定设定值权重2自由度PID控制器的详细信息,请参见PID控制器整定类型

控制器形式

当你使用类型输入,PID调谐器设计一个并行形式的控制器。如果你想设计一个标准形式的控制器,使用输入Cbase而不是类型,或选择标准形式菜单。有关并行表单和标准表单的更多信息,请参见pid而且pidstd参考页面。

如果sys离散时间模型是否具有采样时间Ts, PID调谐器设计了一个离散时间pid控制器使用ForwardEuler离散积分公式。设计一个具有不同离散积分器公式的控制器:

  • 使用input参数Cbase而不是类型.PID调谐器从基线控制器读取控制器类型,形式和离散积分器公式Cbase

  • 在“PID调谐器”中,单击选项,打开“控制器选项”对话框。中选择离散积分器公式积分公式而且导数公式菜单。

有关离散积分器公式的更多信息,请参阅pid而且pidstd参考页面。

Cbase

表示基准控制器的动态系统,允许将所设计控制器的性能与的性能进行比较Cbase

如果Cbase是一个pidpidstd对象,PID调谐器还使用它来配置所设计控制器的类型、形式和离散积分器公式。所设计的控制器:

  • 类型是由Cbase

  • 是一个并行形式的控制器,如果Cbase是一个pid控制器对象。

  • 是标准形式控制器,如果Cbase是一个pidstd控制器对象。

  • 是一个平行形式的2-DOF控制器,如果Cbase是一个pid2控制器对象。

  • 是标准形式的2-DOF控制器,如果Cbase是一个pidstd2控制器对象。

  • 有相同的Iformula而且Dformula值作为Cbase.欲了解更多有关Iformula而且Dformula,请参阅pid而且pidstd参考页。

如果Cbase对于任何其他动态系统,PID调谐器设计了一个并行形式的PI控制器。控件可以更改控制器的形式和类型形式而且类型菜单后启动PID调谐器。

例子

并联控制器的交互式PID整定

为离散时间工厂设计并行形式的PIDF控制器:

Gc = zpk([],[-1 -1 -1],1);Gd = c2d(Gc,0.1);%创建离散时间植物PID调谐器(Gd,'pidf') %启动PID调谐器

基于积分器离散化方法的标准形式控制器交互式PID整定

设计一个标准形式的PIDF控制器BackwardEuler离散积分公式:

Gc = zpk([],[-1 -1 -1],1);Gd = c2d(Gc,0.1);创建基线控制器。Cbase = pidstd(1,2,3,4,'Ts',0.1,…'IFormula','BackwardEuler','DFormula','BackwardEuler') pidTuner(Gd,Cbase) %启动PID调谐器

PID调谐器设计控制器Gd与的形式、类型和离散积分器公式相同的Cbase.为了便于比较,可以显示的响应图Cbase与所设计控制器的响应图显示基线PID调谐器中的复选框。

提示

  • 如果类型Cbase为1-DOF PID控制器,则pidTuner为单元反馈回路设计控制器,如图所示:

  • 如果类型Cbase为二自由度PID控制器,则pidTuner设计一个2-DOF控制器,如图所示的反馈回路:

  • PID调谐器的默认目标相位裕度为60度,自动调整PID增益,以平衡性能(响应时间)和稳健性(稳定裕度)。使用响应时间带宽而且阶段保证金滑块来调整控制器的性能以满足您的需求。提高性能通常会降低健壮性,反之亦然。

  • 中选择响应图响应菜单,分析控制器性能。

  • 如果你提供Cbase,请检查显示基线命令用于显示基线控制器的响应。

  • 有关使用PID调谐器的更详细信息,请参见用PID调谐器设计PID控制器

  • 有关实时编辑器中的交互式PID调优,请参阅整定PID控制器实时编辑器任务。本任务允许您交互式地设计PID控制器并自动生成MATLAB®为您的活动脚本编写代码。

算法

有关MathWorks的信息®PID整定算法,见PID整定算法

选择

您可以打开PID调谐器从MATLAB桌面,在应用程序选项卡。当您这样做时,使用植物菜单中的PID调谐器,以指定您的工厂模型。

对于命令行上的PID调优,使用pidtune.的pidtuneCommand可以同时为多个工厂设计控制器。

有关实时编辑器中的交互式PID调优,请参阅整定PID控制器实时编辑器任务。该任务允许您交互式地设计PID控制器,并自动为您的实时脚本生成MATLAB代码。

参考文献

Åström, K. J.和Hägglund, T。高级PID控制,研究三角园,NC:仪器仪表,系统和自动化学会,2006。

版本历史

在R2014b中引入