主要内容
使用PI控制器设计级联控制系统
此示例显示如何使用PIDTune命令设计具有两个PI控制器的级联控制循环。
级联控制简介
级联控制主要用于在传播到植物的其他部分之前实现快速拒绝干扰。最简单的级联控制系统涉及两个控制环（内部和外部），如下框图所示。
控制器C1.在外循环中，是调节主控制变量的主控制器y1.通过设置内循环的设定点。控制器C2.在内圈中，辅助控制器拒绝干扰D2在它宣传之前在本地P1.。对于级联控制系统正常运行，内循环必须比外循环更快地响应。
在此示例中，您将设计具有PI控制器的单环控制系统和具有两个PI控制器的级联控制系统。将两个控制系统的响应进行比较，用于参考跟踪和扰动抑制。
植物
在该示例中，内部环路工厂P2是
外环工厂P1是
p2 = zpk（[]， - 2,3）;P1 = ZPK（[]，[ - 1 -1 -1]，10）;
使用PI控制器设计单环控制系统
用Pidtune.指令以标准形式设计PI控制器，用于全工厂模型P = P1 * P2。
所需的开环带宽为0.2 rad / s，其大致对应于响应时间为10秒。
％植物模型是p = p1 * p2p = p1 * p2;％使用PID或PIDSTD对象来定义所需的控制器结构C = PIDSTD（1,1）;目标带宽的％调谐PI控制器是0.2 rad / sc = pidtune（p，c，0.2）;C
C = 1 1 kp *（1 + ---- * ---）Ti s，kp = 0.0119，Ti = 0.849标准形式的连续时间PI控制器
使用两个PI控制器设计级联控制系统
最好的做法是设计内环控制器C2.首先，设计外环控制器C1.内环关闭。在该示例中，选择内环带宽为2 RAD / S，其比所需的外环带宽高十倍。为了具有有效的级联控制系统，内部环路必须比外环更快地响应。
调谐内环控制器C2，在2 rad / s处具有开环带宽。
C2 = PidTune（P2，PIDSTD（1,1），2）;C2.
C2 = 1 1 kp *（1 + ---- * ---）Ti s，kp = 0.244，Ti = 0.134标准形式的连续时间PI控制器
调谐外环控制器C1与单环系统相同的带宽。
首先关闭控制回路时％内环系统CLSYS =反馈（P2 * C2,1）;外环控制器C1看到的％植物是Clsys * P1C1 = PidTune（CLSYS * P1，PIDSTD（1,1），0.2）;C1.
C1 = 1 kp *（1 + ---- * ---）Ti s，kp = 0.015，Ti = 0.716标准形式的连续时间PI控制器
性能比较
首先，绘制两个控制系统的步骤参考跟踪响应。
％单环系统用于参考跟踪sys1 =反馈（p * c，1）;sys1.name ='单回路';％Cascade系统用于参考跟踪sys2 =反馈（clsys * p1 * c1,1）;sys2.name =.'级联';％绘图步骤响应数字;步骤（SYS1，'r'，sys2，'B'） 传奇（'表演'那'地点'那'东南'） 标题（'参考跟踪'）
其次，绘制D2的D2对两个控制系统的步骤扰动响应。
拒绝D2的％单环系统sysd1 =反馈（p1，p2 * c）;sysd1.name ='单回路';用于拒绝D2的％级联系统SYSD2 = P1 /（1 + P2 * C2 + P2 * P1 * C1 * C2）;sysd2.name =.'级联';％绘图步骤响应数字;步骤（SYSD1，'r'，sysd2，'B'） 传奇（'表演'） 标题（“干扰拒绝”）
从两个响应句子，您可以得出结论，级联控制系统在拒绝干扰D2时更好地执行，而设定点跟踪性能几乎相同。
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