主要内容

使用实时编辑器任务从测量的工厂数据中调整PID控制器

这个例子展示了如何使用Live Editor任务来为一个设备调整PID控制器,从测量到的设备对已知输入信号的响应开始。在本例中,使用状态空间模型的估计任务生成估计参数化植物模型的代码。然后,你用模型转换速率任务是将连续时间辨识模型离散化。最后,你使用调整PID控制器任务是设计一个PID控制器,以实现闭环响应,满足您的设计要求。(使用状态空间模型的估计需要系统识别工具箱™许可证。)

Live Editor任务允许您交互式地迭代参数和设置,同时观察它们对计算结果的影响。任务然后自动生成MATLAB®代码,以实现显示的结果。要在这个脚本中试验Live Editor任务,请打开这个示例。有关实时编辑器任务的更多信息,请参见向活动脚本添加交互式任务

工厂数据加载

加载测量的输入-输出数据。在这个例子中,数据由一个引擎对一个啁啾输入的响应组成。输入u是包含每0.04秒采样一次的输入信号的向量。输出向量y包含相应的测量响应。

负载icEngine.matuyt = 0.04 *(0:长度(u) 1);情节(t, u, t、y)传说(输入“u”“响应y”

图中包含一个坐标轴。轴线包含2个线型对象。这些对象表示输入u,响应y。

状态空间模型的估计

要从该数据估计状态空间模型,请使用状态空间模型的估计(系统辨识工具箱)住编辑任务。属性将任务插入脚本任务菜单。在这个脚本中,状态空间模型的估计已经插入。打开这个示例来试验这个任务。

要执行估计,在任务中,指定加载的输入和输出信号,uy,采样时间0.04秒。(对于本例,您没有验证数据。)您还需要指定工厂订单。通常,您可以根据您对系统的了解来猜测工厂订单。一般来说,您希望使用最低的工厂订单,以提供合理的良好估计适合。在状态空间模型的估计任务,用不同的植物序值进行实验,观察拟合结果,显示在输出图中。可选选项和参数说明请参见状态空间模型的估计(系统辨识工具箱)任务参考页面。

当您改变任务中的参数时,它会自动更新生成的代码,以执行评估和创建情节。(要查看生成的代码,请单击在任务的底部。)

对于本例,在工厂订单4时,估计适合度约为72%。增加工厂订单并不能提高契合度。因此,使用四阶工厂。的摘要行中输入的变量名将生成一个已标识的状态空间模型状态空间模型的估计的任务。对于本例,使用sys_id.在您完成任务的试验之后,确定的状态空间模型sys_id是在MATLAB®工作空间中,您可以使用它进行额外的设计和分析,就像您使用任何其他LTI模型对象一样。例如,检查确定的状态空间模型的频率响应sys_id

波德(sys_id)网格

假设在为它设计PID控制器之前,您想要离散这个模型。要做到这一点,使用模型转换速率的任务。在任务中,选择已识别的模型sys_id.指定一个足够快的采样时间,以适应识别模型响应中的共振,例如0.025 s。还可以选择不同的转换方法,以更好地匹配共振附近的频率响应。例如,使用双线性(Tustin)近似,预曲频率为38.4 rad/s,即峰值响应的位置。在试验任务中的设置时,比较Bode图中的原始模型和转换模型,以确保您对匹配满意。(有关参数和选项的更多信息,请参见模型转换速率任务参考页。)

模型转换速率生成代码,该代码使用您在任务的摘要行中键入的变量名生成离散模型。对于本例,使用sys_d

为了确认离散模型捕获了由于共振引起的瞬态响应,比较原始识别模型的前几秒阶跃响应sys_id离散模型sys_d

步骤(sys_id sys_d 3)传说(“识别模型sys_id”“sys_d离散模型”

离散电厂模型的整定控制器

最后,使用调整PID控制器任务生成代码,用于对离散化的设备进行PI或PID控制器的调整sys_d.该任务为一个指定的装置设计一个PID控制器,假设下列图的标准单元反馈控制配置。

在任务中,选择sys_d作为装置和实验设置,如控制器类型和响应时间。当您更改设置时,请选择用于观察任务生成的闭环响应的输出图。检查系统响应特性产生闭环阶跃响应特性的数值显示,如上升时间和超调。

对于这个例子,假设您希望闭环系统在15秒内稳定下来,并且系统能够容忍超调量不超过20%。调整控制器设置,如控制器类型响应时间来实现这个目标。有关可用参数和选项的更多信息,请参见调整PID控制器任务参考页面。

进一步分析设计

像其他Live Editor任务一样,调整PID控制器生成代码,该代码使用您在任务的摘要行中键入的变量名生成调优控制器。对于本例,使用C.调整控制器C是一个pid可以用于进一步分析的MATLAB工作空间中的模型对象。例如,计算在设备输出处对扰动的闭环响应sys_d,使用此控制器。检查响应及其特性。

CLdist = getPIDLoopResponse (C sys_d“输出干扰”);步骤(CLdist)网格

你可以使用模型sys_idsys_d,C用于任何其他控制设计或分析任务。

另请参阅

住编辑任务

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