Arkadiy Turevskiy, MathWorks
使用控制系统工具箱™ 使用交互式和自动调整方法设计单输入单输出(SISO)控制器。使用Bode编辑器和根轨迹编辑器添加和删除控制器极点和零点,并更改回路增益。调整控制器参数时,查看闭环阶跃响应中的更改。观察系统特性,如上升时间、超调量、增益和相位裕度。创建并存储多个控制器设计,以便比较和选择最佳选项。
记录日期:2016年3月3日
控制系统设计器应用程序允许您使用图形和自动调整方法调整单输入单输出补偿器。如果你知道你的工厂传递函数sys,在这个简单的例子中,1除以s加1,你可以通过输入controlSystemDesigner(sys)来启动控制系统设计器应用程序。
该应用程序打开了几个情节。这里是Bode编辑器,这里是根轨迹编辑器。可以使用曲线图进行图形调整。在这个图中,你可以得到闭环系统的阶跃响应。如果单击编辑架构,您可以配置控制器架构并导入新的电厂传输功能和现有补偿器。
在“调优方法”中,可以选择要使用的图形调优方法:波德(Bode)、闭环波德(Closed-Loop Bode)、根轨迹(Root Locus)和Nichols。在本例中,我们将继续使用已经打开的Bode和Root Locus编辑器。既然已经选择了设计图,就可以开始调优补偿器了。要改变补偿器的增益,可以调整波德图的大小,或移动根轨迹编辑器的闭环极点。
您可以轻松地向补偿器添加极点和零点。在这种情况下,系统需要一个积分器来实现零稳态误差。一旦添加积分器,您可以调整补偿器增益以实现良好的阻尼响应。
在阶跃响应图中,您可以检查系统的特性。例如,你可以看到上升时间大约是2又1/2秒。如果你想让响应更快并且保持良好的阻尼,你可以在系统中添加一个前置补偿器。你现在可以交互地改变极点和零点的位置,以及补偿器的大小。
如果右键单击其中一个设计图并选择Edit Compensator,您将看到补偿器的结构。现在它有了收益,一个集成商和一个领导者。您可以在这里直接编辑参数。例如,你可以在- 1处放一个0,在- 10处放一个极点。当做出更改时,请注意工具是如何自动计算从跳跃补偿器得到的最大引线量和相应的频率的。
而不是输入零点和极点的位置,你可以指定你想要的短语引导的数量和你想要它的频率。工具会自动重新计算零点和极点的值。您可以返回到绘图,并看到生成的步骤响应,博德图,根轨迹。您可以继续交互式地调整,再次调整幅度。或者,您可以放大根轨迹的这个区域并继续移动系统的极点。
一旦你有了你喜欢的设计,你可以按下商店设计按钮来存储它。你可以存储任何你想要的设计。您可以继续优化补偿器,但在任何时候都可以选择以前保存的设计并检索它。您还可以比较几种设计。
除了图形化调整,Control System Designer应用程序还提供自动调整技术,如自动PID调整、LQG合成、回路成形——这需要鲁棒控制工具箱——以及基于优化的调整——它需要Simulink设计优化。金宝app
在任何时候,您都可以将当前或保存的设计导出到MATLAB工作区,在那里它们将用于进一步的分析。
视频到此结束。
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