主要内容
在命令行中PID控制器设计
这个例子展示了如何设计PID控制器的工厂:
第一遍,创建一个模型的植物和设计一个简单的PI控制器。
sys = zpk ([] (1 1 1) 1);[C_pi,信息]= pidtune (sys,“π”)
C_pi = 1 + Ki *——年代Kp = 1.14, Ki = 0.454连续时间比例积分控制器并联形式。
信息=结构体字段:稳定:1 CrossoverFrequency: 0.5205 PhaseMargin: 60.0000
C_pi是一个pid控制器对象代表一个PI控制器。等领域的信息表明,该优化算法选择一个开环交叉频率约为0.52 rad / s。
检查闭环控制系统的阶跃响应(参考跟踪)。
T_pi =反馈(C_pi * sys, 1);步骤(T_pi)
提高响应时间,您可以设置更高的目标交叉频率比的结果pidtune自动选择,0.52。将交叉频率增加到1.0。
[C_pi_fast,信息]= pidtune (sys,“π”,1.0)
C_pi_fast = 1 + Ki *——年代Kp = 2.83, Ki = 0.0495连续时间比例积分控制器并联形式。
信息=结构体字段:稳定:1 CrossoverFrequency: 1 PhaseMargin: 43.9973
新控制器实现交叉频率越高,但利润降低成本的阶段。
比较两个控制器的闭环阶跃响应。
T_pi_fast =反馈(C_pi_fast * sys, 1);步骤(T_pi T_pi_fast)轴([0 30 0 1.4])传说(“π”,“π,快”)
这减少性能结果,因为PI控制器没有足够的自由度来实现一个好的阶段保证金的交叉频率1.0 rad / s。添加一个微分作用提高了响应。
设计一个PIDF控制器Gc与目标交叉频率1.0 rad / s。
[C_pidf_fast,信息]= pidtune (sys,“PIDF”,1.0)
C_pidf_fast = 1 s Kp + Ki * - + Kd * - - - - - - - - - - Tf *年代和Kp = 2.72 + 1, Ki = 0.985, Kd = 1.72, = 0.00875特遣部队连续时间PIDF控制器并联形式。
信息=结构体字段:稳定:1 CrossoverFrequency: 1 PhaseMargin: 60.0000
领域的信息表明,控制器的微分作用允许调优算法设计一个更激进的控制器实现目标交叉频率与良好的阶段。
比较闭环阶跃响应和扰动抑制快速π和PIDF控制器。
T_pidf_fast =反馈(C_pidf_fast * sys, 1);步骤(T_pi_fast T_pidf_fast);轴([0 30 0 1.4]);传奇(“π,快”,“PIDF,快”);
可以比较的输入(负载)干扰抑制控制系统的快速π和PIDF控制器。为此,情节闭环传递函数的响应从植物的输入输出。
S_pi_fast =反馈(sys, C_pi_fast);S_pidf_fast =反馈(sys, C_pidf_fast);步骤(S_pi_fast S_pidf_fast);轴([0 50 0 0.4]);传奇(“π,快”,“PIDF,快”);
这图显示PIDF控制器还提供了更快的抗干扰性。
