模型描述

这个例子展示了如何使用设定值加权的两自由度PID控制来调节电机的速度。我们在Simulink®中使用PID控制器(2DOF)模块如下图所示。金宝app

图1：金宝app模拟DC电机的两个自由度PID控制。

要打开这个模型，输入sldemo_pid2dof.在Matlab®终端。

电动机是电枢控制的直流电动机。电压输入控制电动机的轴速度。电机的框图显示在图2。电机经历负载扭矩（0-5 nm）。

图2：电机框图。

两个自由度的PID控制

与PID控制器块相比，PID控制器(2DOF)块提供了额外的自由度，当它通过比例动作通道和微分动作通道时，允许用户对设定值进行加权。请参阅PID控制器(2DOF)帮助页面或输入doc（'pid控制器2dof'）在Matlab终端，了解更多细节。在模型中出现的PID控制器（2dof）的示意图如下所示。

图3:PID控制器的掩模视图(2DOF)。

如图3所示，比例动作看到的误差信号由

通过衍生物动作看到的信号是

并且由整体动作看到的信号是

一般来说，设定值重量C被选择为0以防止在设定值的变化时不期望的瞬变，这是一种已知的效果衍生踢。设定点B.影响控制器的过冲性能。一般来说，一个小B.价值减少过冲。但是，小B.值还会导致对设定值更改的响应变慢。有关选择正确设定值的更多细节，请参阅参考[1]。

什么时候和，两个自由度PID控制器的行为与经典PID控制器相同。

模拟B.= 1,C= 1

什么时候和，两个自由度PID控制器的行为与经典PID控制器相同。模型的控制信号，设定信号和闭环响应如图4所示。

图4:控制信号，设定值与测量输出。

图4清楚地显示了控制信号中的尖峰，这是由对设定值变化的侵略性成比例和衍生响应引起的。修改B.和C重量可以使这种反应不那么激进，如下所示。

与之模拟B.= 0且C= 0.

在这种情况下，两个自由度PID控制器被称为I-PD，其中仅I动作在经典错误信号上起作用，并且PD动作仅在测量的输出上作用。

图5：控制信号，设定值与测量输出。

由于设定点的突然变化，模拟结果清楚地显示了控制信号中的大瞬态。

有关如何的信息，请参见参考文献[1]B.和C被选中。

总结

Simulink中的PID控制器（2DOF）块支持两个自由度的PID控金宝app制。金宝app该块可用于跟踪复杂的设定点配置文件并使突然设定点变化对控制信号瞬变的影响进行调节。Simulink®ControlD金宝appesign™的PID调谐器可用于自动调整所有增益（P，I，D，N，B.那C)的PID控制器(2DOF)块。

参考文献