arkadiy turevskiy,mathworks
为Simulink中建模的DC电机设计PID控制器金宝app®。使用PID控制器块创建闭环系统,然后使用PID调谐器调整PID控制器块的增益。
在这个演示中,您将看到如何迅速调整PID控制器在Simulink有计划模型。金宝app
在这种特殊情况下,我们的直流电动机型号。在此块中的对话框是定义电动机的行为的参数:阻尼,惯性,反电动势,电阻和电感。
他们的块上的工作掩盖我们看到的Simscape和Simutronics块。我们使用模型作为电动机。我们不会设计数字控制系统将控制电机轴的旋转速度。控制器将计算出所希望的速度和所测量速度之间的误差信号,它使用我们的信号来计算所述电压请求命令给电机。
请注意,我们在测量信道建模传感器噪声,并且由于我们的控制系统是数字的,它们也被建模的A至d转换器是一个采样时间关闭0.02秒,使用零级在整个块中。
您现在需要添加补偿器。为此,我们转到Simulink Libra金宝appry浏览器并仅创建子库。采用离散PID控制器块并将其添加到我们的模型中。让我们现在将此块连接到我们的其余部分并打开块对话框。
在这里,我们可以指定我们要使用的控制器类型:PID,PI,PD,比例或简单的积分。我们将在PID留下这一点。我们可以指定采样时间。在这种情况下,我们将使用与我们在我们的A到D转换器中使用的相同。如果您知道PID控制器的收益,我们可以在此输入它们。在这种情况下,我们不知道增益应该是什么,因此让我们应用采样时间更改,并尝试将模拟运行为默认增益值。让我们还向我们的范围添加电压。
运行模拟,我们可以看到,我们的控制系统做得并不那么好。蓝色线表示所希望的速度,和一个红色线表示实际测量的速度。正如我们看到的,我们的控制系统不跟踪得非常好。让我们试着去改善这种性能。要做到这一点,我们会回到块对话,然后按TUNE按钮。
此启动已将调谐器配对,该调谐器线性化计划,计算PID增益,并打开图形用户界面。在图形用户界面中,我们看到两行。虚线显示了我们系统的闭环步骤响应,用于当前增益值。并且实线显示了计算增益值的相同响应。
因此,让我们只接受为我们计算它的收益。当我们这样做时,我们看到我们的块参数,PID增益,更新。让我们按确定,回到我们的模拟,并重新运行它。正如我们所看到的,我们确实提高了我们控制系统的表现。它现在以零稳态错误很好地跟踪。它相对较快,过度相对较少。
如果你想提高我们的控制系统的性能,我们可以再回到PID调节器的图形用户界面,例如,尽量使过冲低一点,如果你想要的。或者,如果你想更快的响应速度,我们可以尝试使用滑块在这里它移动到右边,使系统响应更快。
例如,让我们尝试这种设计。我们现在回到我们的模型,我们运行这种设计的模拟。我们看到,我们确实得到更快的响应,但在很多嘈杂的广阔和更高的电压请求信号,所以我们可能牺牲生命的致动器来实现这个更快的响应。
现在,这是一个权衡,您可以作为一个工程师决定,但您现在拥有此工具,您可以随意使用,使其能够快速设计和调整在Simulink中建模的计划的PID控制器。金宝app这结论了演示。
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