PID调谐器介绍

PID调谐器为Simulink®PID控制器块提供了一种快速且广泛适用的单回路PID整定方法。金宝app使用这种方法，可以调整PID控制器参数，以实现具有所需响应时间的鲁棒设计。

的典型设计工作流PID调谐器涉及以下任务:

(1)启动PID调谐器．启动时，该软件自动从Simulink模型中计算线性植物模型，并设计初始控制器。金宝app

(2)调节控制器PID调谐器通过手动调整两种设计模式下的设计准则。调谐器计算PID参数，使系统稳定。

(3)将所设计控制器的参数导出回PID控制器块，并在Simulink中验证控制器性能。金宝app

打开模型

打开发动机转速控制模型与PID控制器块，花一些时间来探索它。

open_system (“scdspeedctrlpidblock”）

设计概述

在本例中，您在发动机转速控制回路中设计了一个PI控制器。本设计的目标是跟踪来自Simulink步进块的参考信号金宝appscdspeedctrlpidblock /速度参考．设计要求如下:

在本例中，通过设计PI控制器，稳定了反馈环路并实现了良好的参考跟踪性能scdspeedctrl / PID控制器在PID调谐器．

开放式PID调谐器

启动PID调谐器，双击PID控制器块，打开PID控制器块对话框。在主要选项卡上,单击调优．

初始PID设计

当PID调谐器启动后，软件计算控制器看到的线性化植物模型。软件自动识别工厂输入和输出，并使用当前工作点进行线性化。工厂可以有任何订单，也可以有时间延迟。

的PID调谐器计算初始PI控制器，以实现性能和鲁棒性之间的合理权衡。默认情况下，步骤引用跟踪性能显示在图中。

如下图所示PID调谐器对话框与初始设计:

显示PID参数

点击显示参数以查看控制器参数P和I，以及一组性能和鲁棒性测量。在本例中，PI控制器的初始设计设定时间为2秒，满足要求。

在PID调谐器中调整PID设计

参考跟踪响应的超调量约为7.5%。由于我们在达到沉降时间限制之前还有一定的空间，您可以通过增加响应时间来减少超调。将响应时间滑块向左移动以增加闭环响应时间。请注意，当您调整响应时间时，响应图、控制器参数和性能测量都会更新。

下图为调整后的PID设计，超调量为零，设定时间为4秒。所设计的控制器有效地变成了一个纯积分控制器。

完整的PID设计与性能权衡

为了实现零超调，同时将沉降时间减少到2秒以下，您需要利用这两个滑块。您需要使控制响应更快，以减少稳定时间，并增加鲁棒性，以减少超调。例如，您可以将响应时间从3.4秒减少到1.5秒，并将健壮性从0.6秒增加到0.72秒。

下图为这些设置的闭环响应:

将调优参数写入PID控制器块

当你对线性工厂模型上的控制器性能感到满意后，你可以在非线性模型上测试设计。为此，单击更新块在PID调谐器．该动作将参数写回Simulink模型中的PID Controller块。金宝app

更新后的PID控制器块对话框如下图所示:

完成了设计

闭环系统响应如下图所示:

结果表明，新控制器满足设计要求。

你也可以使用控制系统设计者当PID控制器块属于多回路设计任务时，对PID控制器块进行设计。参见示例单回路反馈/预滤波补偿器设计．

bdclose (“scdspeedctrlpidblock”）