此示例示出了如何自动调谐PID控制器块使用PID调节器。
PID调节器提供了用于Simulink®的PID控制器块快速和广泛适用的单回路PID整定方法。金宝app使用这种方法,可以调整PID控制器参数以实现坚固的设计具有期望的响应时间。
一个典型的设计与工作流PID调节器包括以下任务:
(1)启动PID调节器。启动时,该软件自动计算从仿真模型的线性机器模型和设计初始控制器。金宝app
(2)调谐控制器在PID调节器通过在两个设计模式手动调节的设计标准。调谐器计算PID参数鲁棒稳定系统。
(3)导出所设计的控制器返回到PID控制器块的参数,并验证在Simulink控制器的性能。金宝app
打开与PID控制器块的发动机速度控制模式和需要几分钟的时间来探索它。
open_system('scdspeedctrlpidblock')
在这个例子中,将设计的发动机速度控制环中的PI控制器。该设计的目的是跟踪从Simulink的步骤块的参考信号金宝appscdspeedctrlpidblock /速度参考
。设计要求是:
下5秒沉降时间
零稳态误差的步骤参考输入。
在本例中,稳定了反馈环,通过设计PI控制器达到很好的参考跟踪性能scdspeedctrl / PID控制器
在里面PID调节器。
要启动PID调节器,双击PID控制器块,打开其对话框块。在里面主要选项卡,单击调。
当。。。的时候PID调节器启动时,软件通过控制器看到一个线性的工厂模型。该软件自动识别植物的输入和输出,并使用线性化的当前工作点。该工厂可以任意顺序,可以有时间延迟。
该PID调节器计算的初始PI控制器来实现性能和鲁棒性之间的合理折衷。默认情况下,一步参考跟踪性能显示器中的情节。
下图显示了PID调节器最初的设计对话框:
请点击显示参数到视图控制器参数P和I,以及一组的性能和鲁棒性的测量。在此例子中,初始PI控制器的设计赋予的2秒,其符合要求的稳定时间。
基准跟踪响应的过冲为约7.5%。因为我们仍然有达到稳定时间限制之前一些空间,你可以通过增加响应时间,减少超调。移动响应时间滑块向左增加闭环响应时间。注意,当你调整响应时间,响应情节和控制器参数和性能测量更新。
如下图所示的调整PID设计为零的过冲和4秒的稳定时间。所设计的控制器有效地成为一个整体,唯一的控制器。
为了实现零超调,同时减少低于2秒的稳定时间,你需要采取两个滑块的优势。你需要控制响应速度更快,减少沉淀时间,提高了耐用性,减少超调。例如,可以从3.4到1.5秒减少响应时间,提高的鲁棒性,从0.6至0.72。
下图显示了使用这些设置闭环响应:
之后您满意的线性工厂模型控制器的性能,你可以测试非线性模型的设计。要做到这一点,请点击更新块在里面PID调节器。此操作写入参数回到PID控制器块在Simulink模型。金宝app
下图显示了更新PID控制器块对话框:
如下图所示的闭环系统的响应:
响应表明,新的控制器满足所有的设计要求。
您也可以使用控制系统设计设计PID控制器块,当PID控制器块属于一个多回路的设计任务。参见示例单回路反馈/前置滤波器补偿设计。
bdclose('scdspeedctrlpidblock')