PID调谐器的设计分析
为了确定您的PID控制器是否满足您的要求,可以使用PID调谐器响应的阴谋。
系统响应
为了确定补偿器设计是否满足您的要求,您可以使用响应图分析系统响应。在PID调谐器选项卡中选择响应图添加图菜单。的添加图菜单还允许您从几个步进图(时域响应)或波德图(频域响应)中进行选择。
对于1-DOF PID控制器类型,如PI, PIDF和PDF,该软件基于以下单回路控制架构计算系统响应,其中G你指定的工厂和C为PID控制器:
对于2-DOF PID控制器类型,如PI2, PIDF2和I-PD,该软件基于以下架构计算响应:
系统响应基于2自由度PID控制器的分解,C,转化为设定点分量Cr还有一个反馈组件Cy,详见二自由度PID控制器.
下表总结了分析图的可用响应。
响应 | 绘制系统(1-DOF) | 绘制系统(二自由度) | 描述 |
---|---|---|---|
植物 |
G | G | 植物响应。用于检测植物动态。 |
开环 |
GC | gcy | 开环控制器-设备系统的响应。用于频域设计。 当您的设计规范包括鲁棒性标准,如开环增益裕量和相位裕量时使用。 |
参考跟踪 |
(从r来y) |
(从r来y) |
闭环系统对设定值阶跃变化的响应。当您的设计规范包括设定值跟踪时使用。 |
控制器工作 |
(从r来u) |
(从r来u) |
闭环控制器输出对设定值步进变化的响应。当您的设计受到实际限制时使用,例如控制器饱和度。 |
输入干扰抑制 |
(从d1来y) |
(从d1来y) |
闭环系统对负载扰动(设备输入的阶跃扰动)的响应。当您的设计规范包括输入干扰抑制时使用。 |
输出干扰抑制 |
(从d2来y) |
(从d2来y) |
装置输出阶跃扰动的闭环系统响应。当您想分析建模错误的敏感性时使用。 |
比较调优响应和块响应
默认情况下,PID调谐器使用两者绘制系统响应:
Simulink中控制器块中的PID系数值金宝app®模型(块响应).
电流的PID系数值PID调谐器设计(调谐响应).
当你调整电流时PID调谐器设计,如通过移动滑块,使调谐响应情节变化,而块响应情节则不然。
写电流PID调谐器设计到Simulink模型,金宝app单击.当你这样做时,电流调谐响应就变成了块响应.进一步调整目前的设计创造了新的调谐响应线。
隐藏块响应,点击选项,并明确显示块响应.
查看系统特征数值
您可以查看系统特征的值,如峰值响应和增益裕度:
直接在响应图上-使用右键菜单添加特征,这些特征显示为蓝色标记。然后,左键单击标记,显示相应的数据面板。
在性能和健壮性table -单击,显示该表格显示参数.
出口工厂或控制人员MATLAB工作空间
可以导出通过计算得到的线性化植物模型PID调谐器到MATLAB®用于进一步分析的工作空间。单击更新块并选择出口.
在“导出”对话框中,勾选要导出的模型。点击好吧将工厂或控制器作为状态空间导出到MATLAB工作空间(党卫军
)模型对象或pid
对象,分别。
完善设计
如果初始控制器设计的响应不满足您的要求,您可以交互地调整设计。PID调谐器给你两个域细化控制器设计的选项:
时间
domain(默认)-使用响应时间滑块,使控制系统的闭环响应更快或更慢。使用瞬态行为滑块,使控制器更积极的干扰抑制或更健壮的植物不确定性。频率
-使用带宽滑块使控制系统闭环响应变快或变慢(响应时间为2/wc,在那里wc是带宽)。使用阶段保证金滑块,使控制器更积极的干扰抑制或更健壮的植物不确定性。
在这两种模式下,在参考跟踪和干扰抑制性能之间有一个权衡。有关演示如何使用滑块调整此权衡的示例,请参见调整PID控制器,以支持参考跟踪或干扰抑制.
一旦您找到了满足您要求的补偿器设计,请验证它在非线性Simulink模型中以类似的方式表现。金宝app有关说明,请参见在Simulink模型中验证PID设计金宝app.
提示
若要在移动滑块后恢复到初始控制器设计,请单击重新设计.