PID调节器介绍

PID调谐器为Simulink®PID控制器模块提供了一种快速且广泛适用的单回路PID整定方法。金宝app用这种方法，可以调整PID控制器参数，以实现鲁棒设计与期望的响应时间。

一个具有PID调谐器涉及以下任务：

(1)启动PID调谐器. 启动时，软件会根据Simulink模型自动计算线性设备模型，并设计初始控制器。金宝app

(2)调节控制器在PID调谐器通过在两种设计模式中手动调整设计标准。调谐器计算稳定系统的PID参数。

（3） 将所设计控制器的参数导出回PID控制器块，并在Simulink中验证控制器性能。金宝app

打开模型

打开带有PID控制器块的发动机转速控制模型，花一些时间来探索它。

open_system (“SCDSpeedtrlPidblock”)

设计概述

在这个例子中，你在发动机转速控制回路中设计了一个PI控制器。该设计的目标是跟踪来自Simulink步进模块的参考信号金宝appscdspeedctrlpidblock /速度参考. 设计要求如下：

在这个例子中，通过设计PI控制器，可以稳定反馈回路并获得良好的参考跟踪性能SCDSpeedCRL/PID控制器在PID调谐器.

开放式PID调谐器

启动PID调谐器，双击PID控制器块以打开其块对话框主要选项卡，单击调子.

初始PID设计

当PID调谐器启动时，软件计算控制器看到的线性化的工厂模型。该软件自动识别工厂的输入和输出，并使用当前的工作点进行线性化。工厂可以有任何订单，可以有时间延迟。

这个PID调谐器计算初始PI控制器，以在性能和鲁棒性之间实现合理的折衷。默认情况下，步进参考跟踪性能显示在绘图中。

下图显示了PID调谐器与初始设计的对话框：

显示PID参数

点击显示参数来查看控制器参数P和I，以及一组性能和鲁棒性度量值。在本例中，初始PI控制器设计给出了2秒的稳定时间，满足要求。

PID调节器中的PID调节设计

参考跟踪响应的超调量约为7.5%。由于在达到设定时间限制之前，我们还有一些空间，您可以通过增加响应时间来减少超调量。向左移动响应时间滑块以增加闭环响应时间。请注意，当您调整响应时间时，响应时间ot和控制器参数和性能测量更新。

下图显示了一个调整后的PID设计，超调量为零，设定时间为4秒。所设计的控制器有效地成为一个纯积分控制器。

在性能权衡的情况下完成PID设计

为了实现零超调，同时将沉降时间减少到2秒以下，您需要利用两个滑块。你需要使控制响应更快，以减少沉淀时间和增加鲁棒性，以减少超调量。例如，您可以将响应时间从3.4秒减少到1.5秒，并将健壮性从0.6提高到0.72。

下图显示了具有这些设置的闭环响应：

将调整后的参数写入PID控制器块

当您对线性对象模型上的控制器性能满意后，您可以在非线性模型上测试设计。要执行此操作，请单击更新块在PID调谐器。此操作将参数写入Simulink模型中的PID控制器块。金宝app

更新后的PID Controller块对话框如下图所示:

完成的设计

闭环系统响应如下图所示:

结果表明，该控制器满足设计要求。

您也可以使用控制系统设计当PID控制器块属于多回路设计任务时，设计PID控制器块。参见示例单回路反馈/预滤波补偿器设计.

bdclose(“SCDSpeedtrlPidblock”)