PIDSTD.

创建标准形式的PID控制器，转换为标准形式的PID控制器

语法

C = PIDSTD（kp，ti，td，n） C = PIDSTD（KP，TI，TD，N，TS） C=pidstd（系统） C = PIDSTD（KP） C = PIDSTD（KP，TI） C = PIDSTD（KP，TI，TD） C = PIDSTD（...，名称，值） c = pidstd.

描述

C= PIDSTD（kp.,TI.,一个,N)以标准形式创建连续时间PIDF（PID使用一阶导数滤波器）控制器对象。控制器具有比例增益kp.，积分和衍生时间TI.和一个，以及一阶衍生滤波器除数N:

$C = K_{P} (1. + \frac{1.}{T_{我}} \frac{1.}{S} + \frac{T_{D} S}{\frac{T_{D}}{N} S + 1.}) .$

C= PIDSTD（kp.,TI.,一个,N,TS.)使用采样时间创建离散时间控制器TS..离散时间控制器是：

$C = K_{P} (1. + \frac{1.}{T_{我}} 我 F (Z) + \frac{T_{D}}{\frac{T_{D}}{N} + D F (Z)}) .$

如果(Z）和DF(Z）是离散集成商公式对于积分器和衍生滤波器。默认情况下，

$我 F (Z) = D F (Z) = \frac{T_{S}}{Z - 1.} .$

要选择不同的离散积分公式，请使用iFormula.和达格拉姆输入。（看特性有关的更多信息iFormula.和达格拉姆). 如果达格拉姆='forvooreuler'（默认值）和N≠INF.那么TS.,一个，和N必须满足TD / N> TS / 2. 这一要求确保了稳定的导数滤波器极。

C= PIDSTD（SYS.)转换动态系统SYS.以标准形式PIDSTD.控制器对象。

C= PIDSTD（kp.)创建一个连续时间比例（P）控制器TI.=INF.,一个= 0，和N=INF..

C= PIDSTD（kp.,TI.)创建比例和积分（PI）控制器一个=0和N=INF..

C= PIDSTD（kp.,TI.,一个)创建比例、积分和微分（PID）控制器N=INF..

C= PIDSTD（...，名称，价值)创建控制器或将动态系统转换为aPIDSTD.控制器对象具有一个或多个指定的附加选项名称，价值对论点。

C= PIDSTD.使用创建一个P控制器kp.= 1.

输入参数

`kp.`	比例增益。 `kp.`可以是：一个真实和有限的值。实值和有限值的数组。可调参数（`雷普`)或广义矩阵(`Genmat.`）。用于增益预定调谐的可调表面，使用`Tunablyurface.`. 违约：1.
`TI.`	积分器时间。 `TI.`可以是：真实和积极的价值。一系列实际和正值。可调参数（`雷普`)或广义矩阵(`Genmat.`）。用于增益预定调谐的可调表面，使用`Tunablyurface.`. 违约：`INF.`
`一个`	衍生时间。 `一个`可以是：真实，有限和非负值。一系列真实，有限和非负值。可调参数（`雷普`)或广义矩阵(`Genmat.`）。用于增益预定调谐的可调表面，使用`Tunablyurface.`. 什么时候`一个`= 0，控制器没有衍生动作。违约：0
`N`	导数滤波器除数。 `N`可以是：真实和积极的价值。一系列实际和正值。可调参数（`雷普`)或广义矩阵(`Genmat.`）。用于增益预定调谐的可调表面，使用`Tunablyurface.`. 什么时候`N`=`INF.`，控制器在派生动作上没有过滤器。违约：`INF.`
`TS.`	采样时间。创造离散时间`PIDSTD.`控制器，提供正实值（`Ts> 0.`）。`PIDSTD.`不支持具有未确定采金宝app样时间的离散时间控制器（`Ts=-1`）。 `TS.`必须是标量值。在一系列中`PIDSTD.`控制器，每个控制器必须具有相同的`TS.`. 违约：0（连续时间）
`SYS.`	Siso动态系统转换为标准`PIDSTD.`形式。 `SYS.`必须表示有效控制器，可以用标准形式编写TI.> 0,一个≥0，和N> 0。 `SYS.`也可以是SISO动态系统的数组。

名称值对参数

指定可选的逗号分隔的字符对名称，价值论点。名称是参数名和价值是相应的价值。名称必须出现在引号内。您可以以任何顺序指定多个名称和值对参数name1，value1，...，namen，valuen.

采用名称，价值设置数值积分公式的语法iFormula.和达格拉姆离散时间PIDSTD.控制器，或设置其他对象属性，例如输入名称和outputName..有关可用属性的信息PIDSTD.控制器对象，看特性.

输出参数

`C`	`PIDSTD.`对象，表示标准形式的单输入、单输出PID控制器。控制器类型（P，PI，PD，PDF，PID，PIDF）取决于值`kp.`,`TI.`,`一个`，和`N`.例如，何时`一个`=`INF.`和`kp.`和`TI.`是有限和非零，`C`是pi控制器。进入`gettype（c）`以获取控制器类型。当输入时`kp.`,`TI.`,`一个`，和`N`或输入`SYS.`是阵列，`C`是一系列的`PIDSTD.`物体。

特性

`kp.`	比例增益。`kp.`必须是真实的和有限的。
`TI.`	积分时间。`TI.`必须是实的、有限的且大于或等于零。
`一个`	衍生时间。`一个`必须是实的、有限的且大于或等于零。
`N`	导数滤波器除数。`N`必须是真实的，大于或等于零。
`iFormula.`	离散积分公式如果(Z）对于离散时间的集成商`PIDSTD.`控制器`C`: $C = K_{P} (1. + \frac{1.}{T_{我}} 我 F (Z) + \frac{T_{D}}{\frac{T_{D}}{N} + D F (Z)}) .$ `iFormula.`可以采取以下值： `'forvooreuler'`—如果(Z）= $\frac{T_{S}}{Z - 1.} .$ 该公式最适合小的采样时间，而奈奎斯特限值与控制器的带宽相比大。对于更大的采样时间，`前向欧拉`公式可能会导致不稳定，即使在离散连续时间稳定的系统时也是如此。 `'背面灯'`—如果(Z）= $\frac{T_{S} Z}{Z - 1.} .$ 优势`背向后浮雕`公式是，使用该公式离散稳定的连续时间系统始终产生稳定的离散时间结果。 `“梯形”`—如果(Z）= $\frac{T_{S}}{2.} \frac{Z + 1.}{Z - 1.} .$ 优势`梯形`公式是，使用该公式离散稳定的连续时间系统始终产生稳定的离散时间结果。所有可用的集成公式，`梯形`公式产生离散系统的频域属性与相应的连续时间系统之间最接近的匹配。什么时候`C`是一个连续时间控制器，`iFormula.`是`''`. 违约：`'forvooreuler'`
`达格拉姆`	离散积分公式DF(Z)对于离散时间系统的导数滤波器`PIDSTD.`控制器`C`: $C = K_{P} (1. + \frac{1.}{T_{我}} 我 F (Z) + \frac{T_{D}}{\frac{T_{D}}{N} + D F (Z)}) .$ `达格拉姆`可以采取以下值： `'forvooreuler'`—DF(Z）= $\frac{T_{S}}{Z - 1.} .$ 该公式最适合小的采样时间，而奈奎斯特限值与控制器的带宽相比大。对于更大的采样时间，`前向欧拉`公式可能会导致不稳定，即使在离散连续时间稳定的系统时也是如此。 `'背面灯'`—DF(Z）= $\frac{T_{S} Z}{Z - 1.} .$ 优势`背向后浮雕`公式是，使用该公式离散稳定的连续时间系统始终产生稳定的离散时间结果。 `“梯形”`—DF(Z）= $\frac{T_{S}}{2.} \frac{Z + 1.}{Z - 1.} .$ 优势`梯形`公式是，使用该公式离散稳定的连续时间系统始终产生稳定的离散时间结果。所有可用的集成公式，`梯形`公式产生离散系统的频域属性与相应的连续时间系统之间最接近的匹配。这个`梯形`价值`达格拉姆`不可用`PIDSTD.`控制器没有衍生滤波器（`n = Inf.`）。什么时候`C`是一个连续时间控制器，`达格拉姆`是`''`. 违约：`'forvooreuler'`
`输入延迟`	系统输入上的时间延迟。`输入延迟`总是0的一个`PIDSTD.`控制器对象。
`输出延迟`	系统输出的时间延迟。`输出延迟`总是0的一个`PIDSTD.`控制器对象。
`TS.`	采样时间。对于连续时间模型，`TS = 0.`.对于离散时间模型，`TS.`是表示采样期的正标量。该值在指定的单位中表示`时髦`模型的财产。PID控制器模型不支持未指定的示例时间（金宝app`Ts=-1`）。更改此属性不会离散或重新确定模型。采用`C2D.`和`D2C.`在连续和离散时间表示之间转换。采用`D2D.`改变离散时间系统的采样时间。违约：`0`（连续时间）
`时髦`	单位为时间变量，采样时间`TS.`，以及模型中的任何时间延迟，指定为以下值之一： `'纳秒'` `'微秒'` `'毫秒'` `“秒”` `'分钟'` `'小时'` `'天'` `“周”` `“月”` `'年'` 更改此属性对其他属性没有影响，因此更改整体系统行为。采用`chgtimeUnit.`在不修改系统行为的情况下在时间单位之间转换。违约：`“秒”`
`输入名称`	输入通道名称，指定为字符向量。使用此属性来命名控制器模型的输入通道。例如，分配名称`错误`到控制器模型的输入`C`如下。 c.InputName =.'错误'; 您可以使用速记表示法`U`参考`输入名称`财产。例如`C.U.`相当于`c.Inputname.`. 输入通道名称有多种用途，包括：在模型显示和绘图上识别通道在互连模型时指定连接点违约：空字符矢量，`''`
`InpoinUnit.`	输入通道单元，指定为字符向量。使用此属性跟踪输入信号单元。例如，分配集中单位`mol / m ^ 3`到控制器模型的输入`C`如下。 C.InputUnit =‘mol/m^3’; `InpoinUnit.`对系统行为没有影响。违约：空字符矢量，`''`
`输入组`	输入通道组。PID控制器模型不需要此属性。违约：`结构`没有田地
`outputName.`	输出通道名称，指定为字符向量。使用此属性命名控制器模型的输出通道。例如，分配名称`控制`到控制器模型的输出`C`如下。 c.outputname =.'控制'; 您可以使用速记表示法`Y`参考`outputName.`财产。例如`C.Y.`相当于`c.outputname.`. 输入通道名称有多种用途，包括：在模型显示和绘图上识别通道在互连模型时指定连接点违约：空字符矢量，`''`
`输出单元`	输出通道单元，指定为字符向量。使用此属性跟踪输出信号单元。例如，分配单位`伏特`到控制器模型的输出`C`如下。 c.outputUnit ='伏特'; `输出单元`对系统行为没有影响。违约：空字符矢量，`''`
`产量组`	输出通道组。PID控制器模型不需要此属性。违约：`结构`没有田地
`名称`	系统名称，指定为字符向量。例如，`'system_1'`. 违约：`''`
`笔记`	您要与系统关联的任何文本，存储为字符串或字符向量的单元格数组。该属性存储您提供的任何数据类型。例如，如果`SYS1.`和`SYS2.`是动态系统模型，可以设置他们的`笔记`属性如下： sys1.notes =.“sys1有一个字符串。”;sys2.notes ='sys2有一个字符矢量。';sys1.notes sys2.notes. ans=“sys1有一个字符串。”ans=“sys2有一个字符向量。” 违约：`[0×1字符串]`
`用户数据`	要与系统关联的任何类型的数据，指定为任何MATLAB^®数据类型。违约：`[]`
`SamplingGrid.`	用于模型阵列的采样网格，指定为数据结构。对于通过采样一个或多个独立变量而派生的模型数组，此属性跟踪与数组中每个模型关联的变量值。显示或绘制模型阵列时出现此信息。使用此信息将跟踪结果追溯到独立变量。将数据结构的字段名称设置为采样变量的名称。将字段值设置为与数组中的每个模型关联的采样变量值。所有采样变量都应为数字和标量值，并且所有采样值阵列应匹配模型阵列的尺寸。例如，假设您创建一个11×1数组的线性模型，`SYSARR.`，通过在时间拍摄线性时变系统的快照`t=0:10`.以下代码使用线性模型存储时间样本。 sysarr.samplinggrid = struct（'时间'，0：10）同样，假设您创建了一个6×9的型号数组，`M`，通过独立抽样两个变量，`Zeta.`和`W`. 下面的代码附加了`（Zeta，W）`价值观`M`. [zeta，w] = ndgrid（的<6值>，<9值的w>）m.amplinggrid = struct（'Zeta'，Zeta，“w”，w）当你展示时`M`，阵列中的每个条目都包括相应的`Zeta.`和`W`价值观。 M m（：，：，1,1）[zeta = 0.3，w = 5] = 25 ------------- S ^ 2 + 3 s + 25 m（:, :,：2，1）[Zeta = 0.35，w = 5] = 25 --------------- S ^ 2 + 3.5 s + 25 ... 对于通过Simulink线性化生成的模型阵列金宝app^®软件填充多个参数值或操作点的模型`SamplingGrid.`自动使用与数组中的每个条目对应的变量值。例如，金宝appSimulink Control Design™命令`线性化`（金宝appSimulink控制设计）和`SLINESERIZER.`（金宝appSimulink控制设计）居住于`SamplingGrid.`就这样。违约：`[]`

例子

创建连续时间标准形式PDF控制器

创建具有比例增益1，导数3的连续标准形式PDF控制器，导数3和滤波器除数为6。

C = PIDSTD（1，INF，3,6）;

C=s Kp*（1+Td*-------------）（Td/N）*s+1，Kp=1，Td=3，N=6标准格式的连续时间PDF控制器

显示屏显示控制器类型、公式和系数值。

使用梯形离散化公式创建离散时间PI控制器

要创建一个离散时间控制器，请设置值TS.使用名称，价值语法。

C = PIDSTD（1,0.5，'ts',0.1,"伊夫莫拉",“梯形”)%Ts=0.1s

此命令产生结果：

标准形式的离散时间PI控制器：1 ts *（z + 1）kp *（1 + ---- *  -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   -   - ），带有kp = 1，ti的ti 2 *（z-1）= 0.5，TS = 0.1

或者，您可以通过提供来创建相同的离散时间控制器TS.作为所有四个PID参数后的第五个论点kp.,TI.,一个，和N.

C = PIDSTD（5,2.4,0，INF，0.1，"伊夫莫拉",“梯形”）;

创建PID控制器并设置系统属性

创建PID控制器并设置动态系统属性输入名称和outputName..

C=pidstd（1,0.5,3，'InputName','e','outputname',“你”）;

创建标准形式PID控制器网格

创建一个2×3电网的PI控制器，比例增益范围从5-9的1-2和积分时间范围。

创建一个PI控制器网格，其比例增益逐行变化，整列时间变化。为此，请从表示增益的数组开始。

kp = [1 1 1; 2 2 2];Ti = [5：2：9; 5：2：9];pi_array = pidstd（kp，ti，'ts',0.1,"伊夫莫拉",'背面灯'）;

这些命令产生了一个2×3的离散时间PIDSTD.物体。全部PIDSTD.阵列中的对象必须具有相同的采样时间，离散集成器公式和动态系统属性（例如输入名称和outputName.）。

或者，您可以使用堆栈命令构建阵列PIDSTD.物体。

C = PIDSTD（1,5,0.1）％PID控制器CF = PIDSTD（1,5,0.1,0.5）具有滤波器的％PID控制器PID_ARRAY =堆栈（2，C，CF）;％沿第二阵列尺寸堆叠

这些命令产生一个1×2阵列控制器。输入命令：

尺寸（pid_array）

看到结果

1x2 PID控制器数组。每个PID都有1个输出和1个输入。

转换并行形式`PID`控制器到标准形式

并联PID形式以比例、积分和微分增益表示控制器动作K_P,K_我，和K_D和过滤时间常数T_F.您可以转换并行表单控制器奇障使用标准形式PIDSTD.，提供：

奇障不是一个纯积分器（I）控制器。
收益kp.,ki.，和kd.的奇障都有相同的标志。

parsys=pid（2,3,4,5）；％标准表格控制器stdsys = pidstd（寄宿）

这些命令产生并行形式控制器：

标准形式的连续时间PIDF控制器：1 1s Kp*（1+----------*+Td*--------------Ti-s（Td/N）*s+1，Kp=2，Ti=0.66667，Td=2，N=0.4

创建`PIDSTD.`连续时间动态系统的控制器

动态系统

$H (S) = \frac{3. (S + 1.) (S + 2.)}{S}$

表示PID控制器。采用PIDSTD.取得H(S)根据标准形式的PID参数K_P,T_我，和T_D.

H = ZPK（[ -  1，-2]，0,3）;C = PIDSTD（H）

这些命令产生以下结果：

以标准形式的连续时间PID控制器：1 1 kp *（1 + ---- * --- + Td * s）Ti s，带有kp = 9，ti = 1.5，td = 0.33333

创建`PIDSTD.`离散动态系统的控制器

您可以转换一个离散时间动态系统，该系统表示具有衍生滤波器的PID控制器到标准PIDSTD.形式。

％PIDF控制器以ZPK形式表示SYS = ZPK（[ -  0.5，-0.6]，[1-0.2]，3，'ts',0.1);

所结果的PIDSTD.对象取决于您指定的离散集成器公式iFormula.和达格拉姆.

例如，如果使用默认值前向欧拉对于两个公式：

C=pidstd（系统）

你获得结果：

标准形式的离散时间PIDF控制器：1 TS 1 KP *（1 + ---- * ------ + TD * --------------）TI Z-1（TD / N）+ TS /（Z-1）具有KP = 2.75，TI = 0.045833，TD = 0.0075758，n = 0.090909，TS = 0.1

对于这个特别的SYS.，你不能写SYS.使用标准PID形式使用背向后浮雕用于的公式达格拉姆. 这样做将导致N<0，不允许。在这种情况下，PIDSTD.返回错误。

同样，你不能写SYS.用标准形式使用梯形两个集成商的公式。这样做会导致负面TI.和一个，它还返回一个错误。

连续时间离散`PIDSTD.`控制器

首先，将控制器离散化使用“佐伊”方法C2D..

Cc=pidstd（1,2,3,4）；％连续时间PIDF控制器CD1 = C2D（CC，0.1，“佐伊”)

标准形式的离散时间PIDF控制器：1 Ts 1 Kp*（1+----*+Td*----）Ti z-1（Td/N）+Ts/（z-1），其中Kp=1，Ti=2，Td=3.2044，N=4，Ts=0.1

由此产生的离散时间控制器使用前向欧拉(T_S/（Z-1））对彼此而言iFormula.和达格拉姆.

离散控制器的离散积分器公式取决于C2D.离散化方法，如上所述提示.使用不同的iFormula.和达格拉姆，直接设置TS.,iFormula.，和达格拉姆到所需的值：

CD2 = CC;CD2.TS = 0.1;CD2.Formula ='背面灯';CD2.dformula ='背面灯';

这些命令不会计算离散化控制器的新参数值。要查看此信息，请输入：

CD2.

要获得结果：

标准形式的离散时间PIDF控制器：1 TS * Z 1 KP *（1 + ---- * ------ + Td * ------------------）Ti Z-1（TD / N）+ TS * Z /（Z-1）具有KP = 1，Ti = 2，Td = 3，n = 4，Ts = 0.1

提示

采用PIDSTD.要么创建一个PIDSTD.控制器对象来自已知的PID增益，积分和衍生时间，以及过滤除数，或将动态系统模型转换为aPIDSTD.目的。
调整针对特定工厂的PID控制器，使用Pidtune.要么调谐器.
创建PIDSTD.控制器：
- 指定数组值kp.,TI.,一个，和N
- 指定动态系统数组SYS.转换为标准PID表格
- 使用堆栈从各个控制器或更小的数组构建阵列
在一系列中PIDSTD.控制器，每个控制器必须具有相同的采样时间TS.和离散积分式公式iFormula.和达格拉姆.
要创建或转换为并行表单控制器，请使用PID.并行形式在比例，积分和衍生增益方面表达了控制器动作K_P,K_我和K_D和过滤时间常数T_F:

$C = K_{P} + \frac{K_{我}}{S} + \frac{K_{D} S}{T_{F} S + 1.} .$

有两种方法可以离散连续时间PIDSTD.控制器：

使用C2D.命令。C2D.计算离散化控制器的新参数值。离散化控制器的离散积分公式取决于C2D.您使用的离散化方法，如下表所示。

`C2D.`离散化方法	`iFormula.`	`达格拉姆`
`“佐伊”`	`前向欧拉`	`前向欧拉`
`'foh'`	`梯形`	`梯形`
`“塔斯汀”`	`梯形`	`梯形`
`'冲动'`	`前向欧拉`	`前向欧拉`
`“匹配”`	`前向欧拉`	`前向欧拉`

有关C2D.离散化方法，见C2D.参考页面。有关iFormula.和达格拉姆看见特性.

如果您需要不同的离散积分公式，可以通过直接设置TS.,iFormula.，和达格拉姆到所需的值。（有关更多信息，请参阅离散时间PIDSTD控制器。）但是，此方法不计算离散控制器的新增益和滤波器常数值。因此，该方法可能会在连续时间和离散时间之间产生较差的匹配PIDSTD.控制器比使用C2D..

另见

PIDSTD2|pidstddata.|Pidtune.|调谐器

话题

介绍在R2010B.

PIDSTD.

语法

描述

输入参数

名称值对参数

输出参数

特性

例子

创建连续时间标准形式PDF控制器

使用梯形离散化公式创建离散时间PI控制器

创建PID控制器并设置系统属性

创建标准形式PID控制器网格

转换并行形式`PID`控制器到标准形式

创建`PIDSTD.`连续时间动态系统的控制器

创建`PIDSTD.`离散动态系统的控制器

连续时间离散`PIDSTD.`控制器

提示

另见

话题

控制系统工具箱文档

金宝app

了解如何自动调谐PID控制器增益

PIDSTD.

语法

描述

输入参数

名称值对参数

输出参数

特性

例子

创建连续时间标准形式PDF控制器

使用梯形离散化公式创建离散时间PI控制器

创建PID控制器并设置系统属性

创建标准形式PID控制器网格

转换并行形式PID控制器到标准形式

创建PIDSTD.连续时间动态系统的控制器

创建PIDSTD.离散动态系统的控制器

连续时间离散PIDSTD.控制器

提示

另见

话题

控制系统工具箱文档

金宝app

了解如何自动调谐PID控制器增益

转换并行形式`PID`控制器到标准形式

创建`PIDSTD.`连续时间动态系统的控制器

创建`PIDSTD.`离散动态系统的控制器

连续时间离散`PIDSTD.`控制器