利用模拟I/O数据设计PID控制器
这个例子展示了如何为不能线性化的植物调整PID控制器。你使用PID调谐器识别工厂模型。然后调使用所识别的植物中的PID控制器。
本示例使用要求的Simscape™电气™软件降压转换器模型。
Buck变换器模型
降压转换器将直流到直流。该机型采用了开关电源的30V直流电源转换成稳压直流电源。该转换器利用的MOSFET，而不是理想的开关，以确保导通电阻被正确地表示该设备的建模。从参考电压到测量的电压转换器响应包括MOSFET开关。PID设计需要从参考电压到所测量的电压的系统的线性模型。然而，由于开关，自动在零系统的线性化结果。在这个例子中，使用PID调谐器，您使用仿真而不是线性化来确定系统的线性模型。
有关创建降压转换器模型的详细信息，请参阅巴克转换器（电气的Simscape）．
open_system (“scdbuckconverter”）SIM（“scdbuckconverter”）
该型号配置了一个参考电压，在0.004秒时从15伏切换到25伏，负载电流从0.0025秒到0.005秒有效。控制器以默认增益初始化，导致超调和缓慢的稳定时间。
open_system (“scdbuckconverter /范围1”) open_system (“scdbuckconverter /范围2”）
模拟模型来生成I / O数据
要打开PID调节器，在反馈控制器子系统,打开PID控制器块对话框，然后点击调．PID调谐器表示模型不能被线性化并返回一个零系统。
PID调谐器提供线性时失败的几个备选方案。在里面植物下拉列表中，可以选择以下方式之一:
进口-从MATLAB工作空间导入一个线性模型。
重新线性闭环- 线性化模型在不同的模拟快照倍。
确定新厂-使用测量数据确定一个植物模型。
对于本例，单击确定新厂打开“植物鉴定”工具。对于植物标识，您必须为Simulink模型停止时间指定一个有限值。金宝app
打开一个模拟该模型的工具来收集用于植物识别的数据，在植物鉴定选项卡，单击获取I / O数据>模拟数据．
在这一点模拟I / O数据选项卡，就可以模拟控制器所看到的植物。软件暂时:
从模型中移除PID控制器块。
注入其中PID块的输出曾经是一个信号。
测量结果信号的输入到PID块曾经是。
这个数据描述了控制器所看到的设备的响应。的PID调谐器用这个响应数据来估计线性植物模型。
配置输入信号为具有以下性质的步骤输入：
样品时间(
）= 5E-6 - 控制器的采样率。抵消(
）= 0.51 -输出偏置值，使转换器处于输出电压接近15V的状态，并给出了围绕该操作点来调整控制器。发病时间（
）= 0.003 - 延迟，以允许足够的时间使转换器在施加步骤之前改变到达15V稳定状态。步骤振幅(
）= 0.4 -控制器输出(对象输入)应用于模型的步长。这个值被添加到偏移值中因此，实际的植物输入步骤从0.51到0.91。控制器输出(设备输入)被限制在范围[0.01 0.95]。
选择显示输入响应那显示偏移响应,显示识别数据．然后，单击运行仿真．的植物鉴定情节是更新。
红色曲线是偏移响应。偏移响应是植物响应的恒定输入
．该响应表明，该模型具有一定的瞬变常数输入，特别是：
转换器达到15V稳态的[0 0.001]秒范围。回想一下，这个信号是控制错误信号，因此在达到稳定状态时降为零。
当参考电压保持在15V时，变换器对施加的电流负载作出反应的[0.0025 0.004]秒范围。
0.004秒点，参考电压信号从15V改变为25V，导致更大的控制误差信号。
的[0.005 0.006]第二范围，其中转换器反作用于电流负载被移除。
蓝色曲线显示了完整的植物响应包含初始瞬变(重大的贡献时间< 0.001秒),应对循环电流负荷(时间持续时间0.0025到0.005秒),参考电压变化(0.004秒),和应对步骤测试信号(应用于时间0.003秒)。相反，红色曲线是仅对初始瞬态、参考电压阶跃和循环电流负载的响应。
绿色曲线是将用于植物的识别数据。该曲线是在响应的变化归因于步骤测试信号，该信号和红色（偏移响应）曲线考虑到负反馈标志的蓝色（输入响应）之间的差。
要使用测量数据来识别植物模型，请单击申请．然后，要返回到植物识别，单击关闭．
植物鉴定
PID调谐器使用由模拟模型生成的数据来标识一个植物模型。您可以优化已识别的植物参数，以便在提供测量的输入时，已识别的植物响应与测量的输出相匹配。
您可以手动调整估计的模型。点击并拖动植物曲线和极位置（X）调整所识别的植物响应，使得其紧密地识别数据相匹配尽可能。
要使用自动识别调整鉴定的植物，点击自动估算．自动调优响应并不比交互式调优好多少。鉴定的植物与鉴定数据不匹配。改变植物结构以获得更好的匹配。
在“结构”下拉列表中选择欠对．
点击并拖动二阶包络线以尽可能地匹配识别的数据(几乎是临界阻尼)。
点击自动估算对植物模型进行微调。
要指定辨识模型作为当前工厂控制器的调整，请点击申请．PID调谐器然后自动调整为确定工厂控制器和更新参考跟踪步积。
控制器整
PID调谐器自动调整PID控制器为识别的植物。调谐控制器响应约有5%的超调量和约0.0006秒的稳定时间。单击参考跟踪步情节，使其目前的数字。
控制器的输出是占空比为PWM系统和必须限制在[0.01 0.95]。确认该控制器的输出满足了这些界限，创建一个控制器努力情节。在这一点PID调谐器选项卡,添加图下拉列表中，下步,点击控制器努力．移动新创建的控制器努力到第二个地块组。
在里面控制器努力图中，调谐响应（实线）示出了在模拟开始需要较大的控制工作。为了达到约0.0004秒，9％过冲的稳定时间，调整响应时间和瞬态特性滑块。这些调整将最大控制努力减少到可接受的范围。
与调谐控制器的值更新Simu金宝applink模块，点击更新块．
要确认PID控制器的性能，模拟仿真模型。金宝app
bdclose（“scdbuckconverter”）
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