使用模拟I / O数据设计PID控制器
此示例显示如何调整无法线性化的工厂的PID控制器。你用PID调谐器为您的模型识别工厂。然后使用所识别的工厂调整PID控制器。
此示例使用需要Simscape™电气™软件的降压转换器模型。
降压转换器模型
降压转换器将DC转换为DC。该模型采用开关电源将30V直流电源转换为调节的直流电源。转换器采用MOSFET建模，而不是理想的开关，以确保设备在电阻被正确表示。从参考电压到测量电压的转换器响应包括MOSFET开关。PID设计需要系统的线性模型从参考电压到测量的电压。但是，由于开关，自动线性化导致零系统。在这个例子中，使用PID调谐器，使用模拟而不是线性化来识别系统的线性模型。
有关创建降压转换器模型的更多信息，请参阅降压转换器（Simscape电气）。
Open_System（'scdbuckconverter'）sim（'scdbuckconverter'）
该模型配置有参考电压，将15至25伏的开关在0.004秒和负载电流从0.00220.025秒切换。控制器初始化，默认增益并导致过冲和慢速稳定时间。
Open_System（'scdbuckcomerter / scope 1'）Open_System（'scdbuckcomerter / scope 2'）
模拟模型以生成I / O数据
打开PID调谐器，在其中反馈控制器子系统，打开PID控制器块对话框，然后单击调。PID调谐器表示模型不能线性化并返回零系统。
PID调谐器线性化失败时提供了几种替代方案。在里面植物下拉列表，您可以选择以下方法之一：
进口- 从MATLAB工作区导入线性模型。
重新线性化闭环- 在不同的仿真快照时线性化模型。
识别新工厂- 使用测量数据识别工厂模型。
对于本例，单击识别新工厂打开工厂识别工具。对于工厂标识，您必须为Simulink模型停止时间指定有限值。金宝app
要打开模拟模型的工具，以收集植物识别的数据植物鉴定选项卡，单击获取I / O数据>模拟数据。
在这一点模拟I / O数据标签，您模拟了控制器看到的植物。该软件暂时：
从模型中删除PID控制器块。
注入用于使用PID块的输出的信号。
测量所产生的信号，其中输入到PID块的输入常用。
该数据描述了控制器所见的植物的响应。这PID调谐器使用此响应数据来估计线性工厂模型。
将输入信号配置为具有以下属性的步骤输入：
采样时间 （
）= 5E-6 - 控制器采样率。抵消 （
）= 0.51 - 将转换器放置在输出电压接近15V的状态下的输出偏移值，并给出要调整控制器的操作点。发病时间（
）= 0.003 - 延迟允许转换器足够的时间在应用步骤改变之前达到15V稳态。步幅度（
）= 0.4 - 控制器输出（工厂输入）的步长尺寸以应用于模型。此值被添加到偏移值使实际的工厂输入步骤从0.51到0.91。控制器输出（工厂输入）限制在范围内[0.01 0.95]。
选择显示输入响应那显示偏移响应， 和显示识别数据。然后，点击运行模拟。这植物鉴定绘图已更新。
红色曲线是偏移响应。偏移响应是工厂对恒定输入的响应
。响应表明，该模型具有具有恒定输入的瞬态，特别是：
转换器达到15V稳态的[0 0.001]第二范围。回想一下，该信号是控制误差信号，因此达到稳定状态下降到零。
[0.0025 0.004]第二范围，转换器在参考电压保持在15V时施加到所施加的电流负荷的第二范围。
参考电压信号从15V到25V改变的0.004秒点导致更大的控制误差信号。
[0.005 0.006]第二范围，转换器对被移除的电流负荷反应。
蓝色曲线显示完整的植物响应，其中包含初始瞬变的贡献（对于时间<0.001秒而言），响应循环电流负载（时间持续时间0.0025秒），参考电压变化（0.004秒），并响应步骤测试信号（在0.003秒时施加）。相反，红色曲线是对仅对初始瞬变，参考电压步骤和循环电流负载的响应。
绿色曲线是将用于工厂识别的数据。由于步骤测试信号，该曲线是响应的变化，这是考虑负反馈符号的蓝色（输入响应）和红色（偏移响应）曲线之间的差异。
要使用测量数据来识别工厂模型，请单击申请。然后，要返回工厂识别，请单击关闭。
植物鉴定
PID调谐器使用通过模拟模型生成的数据来识别工厂模型。您调整所识别的工厂参数，以便在提供测量的输入时识别的工厂响应匹配测量的输出。
您可以手动调整估计的模型。单击并拖动工厂曲线和杆位置（X）以调整所识别的工厂响应，以便与识别数据尽可能匹配。
使用自动识别调整已识别的工厂，请单击自动估计。自动调谐响应并不多于交互式调谐。所识别的工厂和识别数据不匹配。改变植物结构以获得更好的匹配。
在结构下拉列表中，选择被拒绝对。
单击并拖动2nd订单信封以尽可能地匹配所识别的数据（几乎严格阻尼）。
点击自动估计微调植物模型。
要将所识别的模型指定为当前的控制器调整工厂，请单击申请。PID调谐器然后自动调整所识别的工厂的控制器并更新参考跟踪步图。
控制器调整
PID调谐器会自动调整所识别的工厂的PID控制器。调谐控制器响应大约有5％的过冲，左右6秒的稳定时间。点击参考跟踪步骤绘制，使其成为当前的数字。
控制器输出是PWM系统的占空比，并且必须限制为[0.01 0.95]。要确认控制器输出满足这些界限，请创建控制器工作绘图。在这一点PID调谐器标签，在添加图下拉列表，下步， 点击控制器努力。移动新创建的控制器努力绘制第二个绘图组。
在里面控制器努力绘图，调谐响应（实线）显示了在模拟开始时所需的大量控制工作。要实现约4秒和过冲9％的稳定时间，调整响应时间和暂时行为滑块。这些调整将最大控制努力降低到可接受范围。
要使用调谐控制器值更新Sim金宝appulink块，请单击更新块。
要确认PID控制器性能，请模拟Simulink模型。金宝app
bdclose（'scdbuckconverter'）
您还可以从以下列表中选择一个网站：
