初始PI控制器设计

加载Simul金宝appink^®包含PID控制器块的模型。

open_system (“singlePILoop”）

这个例子中的植物是:

该模型还包括参考信号和植物输入处的阶跃扰动。的响应是引用跟踪y对于参考信号，r．干扰抑制是对噪声抑制的一种度量y注入扰动，d．当你使用PID调谐器要调优控制器，可以根据应用程序的需要调整设计以支持参考跟踪或干扰抑制。

为电站设计一个初始控制器。双击PID控制器块，打开“块参数”对话框，单击调优．PID调谐器打开并自动计算初始控制器设计。

Simulink模型中的控制器配置为pi型控金宝app制器。因此，初始控制器设计由PID调谐器也是pi型。

添加输入干扰抑制的阶跃响应图。选择添加图>输入干扰抑制．

PID调谐器在新选项卡中平铺干扰抑制图。

默认情况下，对于给定的带宽和相位裕度，PID调谐器调整控制器以实现参考跟踪和干扰抑制之间的平衡。在这种情况下，控制器会在参考跟踪响应中产生一些超调。在初始峰值后，控制器还以比参考跟踪更长的稳定时间抑制输入扰动。

点击用这个初始控制器设计更新Si金宝appmulink模型。这样做还会更新块响应图PID调谐器，这样当您更改控制器设计时，就可以将结果与初始设计进行比较。

调整瞬态行为

根据您的应用程序，您可能希望改变引用跟踪和干扰拒绝之间的平衡，以支持其中一个。对于PI控制器，可以使用瞬态行为滑块。移动瞬态行为向左滑动块，提高抗干扰能力。初始控制器设计的响应现在显示为块响应(虚线)。

将瞬态行为系数降低到0.45可以加速干扰抑制，但也会增加参考跟踪响应的超调量。

移动瞬态行为向右移动，直到参考跟踪响应中的超调最小化。

将瞬态行为系数增加到0.70几乎消除了超调，但会导致缓慢的干扰抑制。你可以试着移动瞬态行为滑动，直到在应用程序的参考跟踪和干扰抑制之间找到合适的平衡。滑块对平衡的影响程度取决于植物模型。对于一些植物模型，影响没有这个例子中显示的那么大。

改变PID整定设计重点

到目前为止，当你改变瞬态行为系数时，控制系统的响应时间保持不变。这些操作相当于固定带宽和改变系统的目标最小相位裕度。如果你想固定带宽和目标相位裕度，你仍然可以改变参考跟踪和干扰抑制之间的平衡。若要调优控制器以支持干扰抑制或引用跟踪，请更改设计重点PID整定算法。

改变了PID调谐器控制系统中可调参数越多，设计重点越有效。因此，当与PI控制器配合使用时，效果不太好。要查看其效果，将控制器类型更改为PID。2 .在Sim金宝appulink模型中双击PID控制器块。在块参数对话框中，在控制器下拉菜单，选择PID．

点击应用．然后,单击调优．此操作更新PID调谐器全新的控制器设计，这次是PID控制器。点击将Simuli金宝appnk模型与此初始PID控制器设计相结合，以便您可以在更改设计重点时比较结果。

在PI的情况下，初始PID设计平衡参考跟踪和干扰抑制。在这种情况下，控制器在参考跟踪响应中产生一定的超调量，并以较长的稳定时间抑制输入扰动。

改变PID调谐器在不改变响应时间或瞬态行为系数的情况下，设计重点有利于参考跟踪。单击选项，而在焦点菜单中,选择参考跟踪．

PID调谐器自动返回控制器系数，重点是参考跟踪性能。

平衡控制器的响应现在显示为块响应，采用焦点参考跟踪调优的控制器为调谐响应．图显示，结果控制器跟踪参考输入与相当少的超调和更快的稳定时间比平衡控制器设计。然而，这种设计产生的干扰抑制要差得多。

最后，改变设计重点，以支持干扰抑制。在选项对话框中的焦点菜单中,选择输入干扰抑制．

这种控制器设计提高了抗干扰能力，但在参考跟踪响应中导致了一些超调量的增加。

使用“设计焦点”选项时，仍然可以调整瞬态行为滑块用于进一步微调这两个指标之间的平衡性能。同时使用设计焦点和滑块，以实现最能满足设计需求的性能平衡。这种微调对系统性能的影响很大程度上取决于您的设备的特性。对于一些植物，移动瞬态行为滑块或更改焦点期权几乎没有影响。

为了获得对参考跟踪和干扰抑制的独立控制，您可以使用一个二自由度控制器，PID控制器(2DOF)，而不是单自由度控制器。