二自由度PID控制器包括选点权重比例和微分项。1-DOF PID控制器相比,一个二自由度PID控制器可以实现更好的抗干扰性没有显著增加过度的选点跟踪。一个典型的控制体系结构使用一个二自由度PID控制器下图所示。

对于这个示例,首先设计一个1-DOF控制器的工厂:

特遣部队(G = 1, 0.5 - 0.1 [1]);pidTuner (G,“PID”)

对于这个示例假设您的应用程序需要一个更快的响应比PID调谐器最初的设计。在旁边的文本框响应时间滑块,输入2。

产生的响应快,但有大量的过度。设计一个二自由度控制器改善过度。首先,设置1-DOF控制器作为比较的基线控制器。单击出口箭头并选择另存为基准。

设计二自由度控制器。在类型菜单中,选择PID2。

PID调谐器生成一个二自由度控制器具有相同目标响应时间。控制器参数显示在右下角显示PID调谐器曲调所有控制器系数,包括选点权重b和c,平衡性能和鲁棒性。比较二自由度控制器性能(实线)与1-DOF控制器的性能,你存储为基线(虚线)。

添加第二个自由度消除参考跟踪的过度反应。接下来,添加一个阶跃响应图来比较两个控制器的抗干扰性能。选择添加图>输入干扰抑制。

你可以移动的情节PID调谐器这样的抗干扰性情节并排reference-tracking阴谋。

与控制器的抗干扰性能是相同的。因此,使用一个二自由度控制器消除reference-tracking过头没有任何成本干扰排斥。

你可以通过改变提高抗干扰性也PID调谐器设计的焦点。首先,单击出口箭头并选择另存为基准再次设置二自由度控制器作为比较的基准。

改变PID调谐器设计重点支持参考跟踪不改变的响应时间或瞬时行为系数。为此,单击选项,在焦点菜单中,选择输入干扰抑制。

PID调谐器自动重新调整控制器系数与关注抗干扰性能。

用默认的平衡设计重点,PID调谐器选择一个b值在0和1之间。这种植物,当你改变设计重点支持抗干扰性,PID调谐器集b= 0和c= 0。因此,PID调谐器自动生成一个I-PD控制器优化的抗干扰性。(显式地指定一个I-PD控制器没有设置设计关注收益率类似的控制器)。

情节表明,随着变化的响应设计重点,抗干扰性进一步改进而平衡的二自由度控制器。这有一些牺牲reference-tracking性能提高,就是稍微慢一些。然而,reference-tracking反应仍然没有过度。

因此,使用双自由度控制可以提高抗干扰性前提下尽可能多的参考跟踪性能1-DOF控制。这些影响对系统性能强烈依赖你们工厂的属性,以及控制器的速度。一些植物和控制带宽,使用双自由度控制或改变设计重点少或没有影响调整的结果。