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PID控制系统识别GydF4y2Ba

植物鉴定GydF4y2Ba

在许多情况下，您想要控制的系统的动态表示是不可用的。解决这一问题的一种方法是利用辨识技术获得动态模型。系统由一个可测信号激励，并以一定的采样率采集系统的相应响应。然后，用得到的输入输出数据来获得系统的模型，如传递函数或状态空间模型。这个过程叫做GydF4y2Ba系统识别GydF4y2Ba或GydF4y2Ba估计GydF4y2Ba．系统识别的目标是选择一个模型，其在测量的系统响应对特定输入和模型对同一输入的响应之间产生最佳拟合。GydF4y2Ba

如果你有一个Simulink金宝appGydF4y2Ba®GydF4y2Ba控制系统的模型，可以模拟输入/输出数据而不是测量它。估计过程是相同的。模拟对一些已知激励的系统响应，并且基于所得到的模拟输入/输出数据估计动态模型。GydF4y2Ba

无论您使用测量数据还是模拟数据进行估算，一旦确定了合适的植物模型，您就可以基于您对植物模型所代表的系统的期望行为的知识，将控制目标强加给该植物。然后设计一个反馈控制器来满足这些目标。GydF4y2Ba

如果您有系统识别工具箱™软件，则可以使用GydF4y2BaPID调谐器GydF4y2Ba用于工厂标识和控制器设计在一个单一的接口。您可以导入输入/输出数据，并使用它来识别一个或多个植物模型。或者，您可以从Simulink模型中获得模拟的输入/输出数据，并使用这些数据来识别一个或多个工厂模型。金宝app然后，你可以设计和验证PID控制器使用这些工厂。GydF4y2BaPID调谐器GydF4y2Ba还允许您直接导入工厂模型，例如从一个独立的识别任务中获得的模型。GydF4y2Ba

有关系统标识的概述，请参见GydF4y2Ba关于系统识别GydF4y2Ba(系统辨识工具箱)GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

PID控制非线性系统的线性逼近GydF4y2Ba

许多系统的动态行为可以用系统的输入和输出之间的线性关系来充分描述。即使在某些操作系统中，行为是非线性的，也有一些系统动力学是线性的。例如，在一定的输入操作范围内，可以用线性模型描述运算放大器的行为或气动体的升力动力学。对于这样的系统，您可以执行一个实验(或模拟)，仅在系统的线性行为范围内激发系统，并收集输入/输出数据。然后，您可以使用数据来估计一个线性对象模型，并为线性模型设计一个PID控制器。GydF4y2Ba

在其他情况下，非线性的影响很小。在这种情况下，线性模型可以提供良好的近似，使得非线性偏差被视为干扰。这种近似值在很大程度上取决于输入轮廓，激励信号的幅度和频率内容。GydF4y2Ba

线性模型经常描述由于小的扰动输入，系统从某一平衡点的响应的偏差。考虑一个非线性系统，它的输出，GydF4y2BayGydF4y2Ba（GydF4y2BaT.GydF4y2Ba），遵循规定的轨迹，响应于已知输入，GydF4y2Ba你GydF4y2Ba（GydF4y2BaT.GydF4y2Ba）。动态描述于GydF4y2BaDX.GydF4y2Ba（GydF4y2BaT.GydF4y2Ba/GydF4y2BaDT.GydF4y2Ba=GydF4y2BaFGydF4y2Ba（GydF4y2BaXGydF4y2Ba那GydF4y2Ba你GydF4y2Ba），GydF4y2BayGydF4y2Ba=GydF4y2BaGGydF4y2Ba（GydF4y2BaXGydF4y2Ba那GydF4y2Ba你GydF4y2Ba）GydF4y2Ba．在这里,GydF4y2BaXGydF4y2Ba是系统内部状态的矢量，GydF4y2BayGydF4y2Ba是输出变量的矢量。功能GydF4y2BaFGydF4y2Ba和GydF4y2BaGGydF4y2Ba可以是非线性的，是系统和测量动态的数学描述。假设当系统处于均衡条件时，对输入的小扰动，GydF4y2BaΔuGydF4y2Ba，导致输出中的小扰动，GydF4y2BaΔyGydF4y2Ba：GydF4y2Ba

ΔGydF4y2Ba XGydF4y2Ba ˙GydF4y2Ba =GydF4y2Ba ∂GydF4y2Ba FGydF4y2Ba ∂GydF4y2Ba XGydF4y2Ba ΔGydF4y2Ba XGydF4y2Ba +GydF4y2Ba ∂GydF4y2Ba FGydF4y2Ba ∂GydF4y2Ba 你GydF4y2Ba ΔGydF4y2Ba 你GydF4y2Ba 那GydF4y2Ba ΔGydF4y2Ba yGydF4y2Ba =GydF4y2Ba ∂GydF4y2Ba GGydF4y2Ba ∂GydF4y2Ba XGydF4y2Ba ΔGydF4y2Ba XGydF4y2Ba +GydF4y2Ba ∂GydF4y2Ba GGydF4y2Ba ∂GydF4y2Ba 你GydF4y2Ba ΔGydF4y2Ba 你GydF4y2Ba ．GydF4y2Ba

例如，考虑系统的Simulink框图如下:金宝appGydF4y2Ba

在无干扰环境中操作时，值50的标称输入将工厂沿其值2000的恒定轨迹保持。任何干扰会导致工厂偏离此值。PID控制器的任务是向输入信号添加小校正，该输入信号在合理的时间内将系统带回其标称值。因此，PID控制器即使实际工厂本身可能是非线性的，也需要仅在线性偏差动态工作。因此，您可以通过在均衡条件下设计用于系统的线性近似的PID控制器来实现在一些制度中实现有效控制非线性系统。GydF4y2Ba

线性过程模型GydF4y2Ba

一个常见的用例是为制造工厂的稳态运行设计PID控制器。在这些工厂中，一个可测量的输入变量对输出量的影响的模型通常需要一个SISO工厂的形式。整个系统在本质上可能是MIMO，但实验或模拟的方式使测量一个输入变量对选定输出的增量效应成为可能。数据可能相当嘈杂，但由于期望只控制主导动态，低阶植物模型通常就足够了。这种代理是通过收集或模拟输入输出数据并从中推导出一个过程模型(具有未知延迟的低阶传递函数)来获得的。导出数据的激励信号通常是所选输入变量值中的一个简单的突起。GydF4y2Ba

高级系统识别任务GydF4y2Ba

在GydF4y2BaPID调谐器GydF4y2Ba，您只能识别单输入，单输出，连续时间工厂模型。此外，GydF4y2BaPID调谐器GydF4y2Ba无法执行以下系统识别任务：GydF4y2Ba

  • 识别任意极点数和任意零数的传递函数。（GydF4y2BaPID调谐器GydF4y2Ba可以识别传递函数多达三个极点和一个零，加上一个积分器和一个时间延迟。GydF4y2BaPID调谐器GydF4y2Ba可以识别任意顺序的状态空间模型。）GydF4y2Ba

  • 估计一个模型的干扰成分，这可以有用的分离测量动力学从噪声动力学。GydF4y2Ba

  • 通过将植物响应与独立数据集进行比较来验证估计。GydF4y2Ba

  • 进行残余分析。GydF4y2Ba

如果需要这些增强的识别功能，请将数据导入GydF4y2Ba系统识别GydF4y2Ba应用程序 （GydF4y2Ba系统识别GydF4y2Ba(系统辨识工具箱)GydF4y2Ba）。使用GydF4y2Ba系统识别GydF4y2Ba应用程序进行模型识别，并将识别出的模型导出到MATLABGydF4y2Ba®GydF4y2Ba工作区。然后将标识的模型导入GydF4y2BaPID调谐器GydF4y2Ba用于PID控制器设计。GydF4y2Ba

有关系统识别工具的详细信息，请参阅GydF4y2Ba使用系统识别应用识别线性模型GydF4y2Ba(系统辨识工具箱)GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

也可以看看GydF4y2Ba

(系统辨识工具箱)GydF4y2Ba

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了解如何自动调谐PID控制器增益GydF4y2Ba

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