モデルの明明

このが饱和したにワインドワインドコントローラー式式ししアップコントローラーのを示しでは，simulink®のpid控制器ブロックを使®ます，この使使ます，この使金宝app使ますが，こので®がが际しワインドコントローラーの式アンチワインドコントローラーは式际ワインドワインドは式にワインドワインドアップたここ使でではをワインドますここここでは®には2つの组み込みアンチワインドワインドアップ法（回计算およびclamping）と，よりより复雑なシナリオシナリオををためのトラッキングモードモードモードいいいいいいいいいいいいいいいい

制御対象のプラントは，むだ时间を含む饱和した1次プロセスです。

まず，モデルを开启ことから始めます。

図 1:入力飽和によるプラントの PID 制御の Simulink モデル

このモデルを开くには，matlab®端末端末にsldemo_antiwindup」と入力します。

PID控制器は，SIMULINK®金宝appCONTCONDEMAIND™のPID调整器材をし，饱和をしてさされいますて调整れいます。

制御対象のプラントは、以下によって記述されるむだ時間を含む 1 次プロセスです。

プラントのの力饱和限制が[-10,10]であるこれ，植物执行器といういうの付いた饱和ブロックで计算れれい.simulinkのpid控制器ブロックには，2つの组み込みアンチ金宝appワインドワインドアップ手がわっいいいいにより，PID控制器ブロックで，プラントプラント力饱和に关键词

アンチワインドアップを使使のないない合

まず，PID控制器ブロックブロックで和モデルが考虑されないないの闭ループ饱に対する效果ます调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ调べ

図2：アンチワインドアップを使用しない場合の設定点と測定出力の比較

図3：アンチワインドアップを使使使しない场のコントローラーコントローラー力

図2と図3では，入力饱和を使使てシステム制御する场に生效2つ问题问题强调しいます。

饱和の影响をことができるににコントローラーコントローラーを设计する，pidコントローラーはほとんどののする线形领域动手する非形性性すぐにようになりすぐすぐなりなり回路。は，これを包装するするため方法の1つです。

逆算に基础アンチワインドアップ向けののブロックの设定

逆算アンチワインドアップ手法では、コントローラーが指定飽和限度に達して非線形動作に入った場合に、フィードバック ループを使用して PID コントローラーの内部積分器を起動します。アンチワインドアップを有効にするには、ブロックのダイアログで[出力の饱和]タブに驾驶して，[出力を股]を选択し，プラントの饱和限制を入，[アンチワインドアップ法]メニューから[逆解析]を选択し，[逆算函数（kb）]ををします。このこのののは，アンチワインドアップループの时尚数数。ください。

図4：逆算アンチワインドアップアップ法の有象化

逆算が有効になると、積分器の出力を起動する内部トラッキング ループをブロックがもちます。

図5：逆算を使用した PID Controller ブロックのマスク内表示

図6と図7は，アンチワインドアップをアクティブにしモデルのシミュレーションを実実したを示しています.pid制御信号がだけ素早く形领域に，ループに戻り速く和から回复くらい饱和てください。

図6：逆算を使用ししたたの设定点点测定测定测定のの

図7：逆算を使用しし场たたコントローラーコントローラーコントローラー力

図7は，[出力を股]が有効になっているため、コントローラー出力u(t)とと和能力SAT(u)が互いに一致することを示しています。

図8は，アンチワインドアップの效果をよく解ように，アンチワインドアップを使使使たたとと使したた场のの能力y（t）を示しています。

図8：アンチアンチアップを使使使た场とと使なかったたの测定测定力

分析器固定固定基于アンチ

别の一般的ななワインドアップ法，条件付き付き分に基础方法ももアップを有条学。タブに移動して、[出力を制限する]をを选択，プラントプラント饱和限制をを，[アンチワインドアップ手法]メニューから[固定]を选択します。

図9：固定を使用ししたたの设定点点测定测定测定のの

図10：固定を使用しし场たたコントローラーコントローラーコントローラー力

図10は，[出力を股]が有効になっているため、コントローラー出力u(t)とと和能力SAT(u)が互いに一致することを示しています。

"固定"を使使するするは，参照[1]ををして。

复雑复雑なアンチワインドアップワインドアップシナリオををするためのトラッキングトラッキング

前述のアンチワインドアップ手法では、ブロックのダイアログを介してブロックに提供される飽和情報を処理するために組み込みの方法に頼ります。これらの組み込みの方法が正しく機能するには、以下の 2 つの条件を満たさなければなりません。

これらの条件は,一般的なアンチワインドアップシナリオを処理する場合には制限されることがあります。PID Controller ブロックにはトラッキング モードが備わっており、ユーザーが逆算アンチワインドアップ ループを外部で設定できるようになっています。以下の 2 つの例では、アンチワインドアップを目的としてトラッキング モードを使用する方法を説明します。

カスケードダイナミクスを含む饱和アクチュエータ回路の作成

次のモデルでは，アクチュエータのダイナミクスが复雑になっいますますますます。これは，アクチュエータが独自の闭ループダイナミクスを场によくあること.pidコントローラーは外侧ループにに，アクチュエータのダイナミクスを，アクチュエータのを，内侧内侧ループとして、または図 11 に示したように単なるカスケード飽和ダイナミクスとして認識します。

図11：カスケードカスケードアクチュエータダイナミクスををpidコントローラーのs金宝appimulinkモデル

このモデルを开くに，matlab端末に「sldemo_antiwindupactuator」と入力します。

このこの合，アンチワインドアップアップ法が正しく机械するには，図11に示しように，アクチュエータアクチュエータ力をpid控制器ブロックのトラッキング子にフィードバックしばトラッキングん.pid控制器ブロックの跟踪模式を设定するには，ブロックのダイアログで[高度なpid]タブに驾驶して，[トラッキングモードを有效にする]を选択し，ゲインKtを指定します。このゲインの逆数は、トラッキング ループの時定数です。このゲインを選択する方法の詳細は、参照 [1] を参照してください。

図12と図13は，プラントの测定出力y（t）とと出力u(t)が即座にいますを回路がないと遅れてがない，これらの応答は大声に遅れますますますますます遅れ遅れ示し即座点のするほとんどほとんど设定点の変するほとんどほとんど即座に変する

図12：设定点と测定测定力の比较

図13：コントローラーコントローラー力量と有效なな饱饱

フィードフォワードを使使用したpid制御向けのアンチワインドアップの作物

別の一般的な制御設定では、PID 制御信号とフィードフォワード制御信号の組み合わせである制御信号をアクチュエータが受信します。

逆算アンチアンチする，トラッキング信号によってフィード信号のを低减ブロックなけれなりません低减ブロックブロックが，アクチュエータに适适が，アクチュエータに适适が，アクチュエータに适适。认识できるようになります。

次のモデルには，フィードフォワード制御が含まれています。

図14：フィードフォワードとプラント入力飽和を使用した PID コントローラーの Simulink モデル

プラントの DC ゲインが 1 であるため、ここではフィードフォワードのゲインとして 1 が選択されています。

このモデルを开くに，matlab端末に「sldemo_antiwindupfeedforward.」と入力します。

図 15 と図 16 は、プラントの測定出力y（t）とと出力u(t)が設定点の変化に対してほとんど即座に応答することを示しています。図 16 では、設定点の値が 10 の場合、コントローラー出力u(t)がアクチュエータの範囲内に収まるまで下がることに注意してください。

図17：アンチワインドアップを使用しない場合の設定点と測定出力の比較

図18：アンチワインドアップを使使使した场のコントローラーコントローラー力

まとめ

PID控制器ブロックブロックがサポートサポートしているいくつか机により，产业上の一般的なにおけるののワインドアップという问题に対处できますますできできできできでき

参照