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pidTuner

打开PID调谐器进行PID调谐

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pidTuner (sys、类型)
pidTuner (sys Cbase)
pidTuner(系统)
pidTuner

描述

pidTuner (sys类型启动PID调谐器应用程序并设计一个控制器类型类型对植物sys

pidTuner (sysCbase启动带有基线控制器的PID TunerCbase这样你就可以比较设计的控制器和基线控制器之间的性能。如果Cbase是一个pidpidstdpid2pidstd2控制器对象,PID调谐器设计了与之相同形式、类型和离散积分器公式的控制器Cbase

pidTuner (sys设计了一种并联型PI控制器。

pidTuner启动PID调谐器,默认设备为1,比例(P)控制器为1。

输入参数

sys

控制器设计的工厂模型。sys可以是:

  • 任何SISO LTI系统(例如党卫军特遣部队zpk,或的朋友).

  • 任何系统识别工具箱™SISO线性模型(idtf(系统辨识工具箱)idfrd(系统辨识工具箱)idgrey(系统辨识工具箱)idpoly(系统辨识工具箱)idproc(系统辨识工具箱),或中的难点(系统辨识工具箱)).

  • 连续或离散时间模型。

  • 稳定的,不稳定的,积分的。然而,您可能无法在PID控制下稳定具有不稳定极点的设备。

  • 一种模型,包括任何类型的时间延迟。然而,具有长时间延迟的设备在PID控制下可能无法达到足够的性能。

如果植物有不稳定的极点sys要么是:

  • 一个的朋友模型

  • 一个党卫军内部时间延迟不能转换为I/O延迟的模型

然后你必须指定工厂中不稳定极点的数量。为此,在打开PID Tuner后,在植物菜单中,选择进口.在“导入线性系统”对话框中,重新导入sys,在提示处指定不稳定极点的数目。

类型

控制器类型的控制器设计,指定为字符向量。这个词控制器类型指在控制器动作中出现的术语。例如,PI控制器只有比例项和积分项,而PIDF控制器则包含比例项、积分项和滤波导数项。类型可以取下面总结的值。有关这些控制器类型的详细信息,请参见PID控制器类型

1-DOF控制器

  • “P”——比例只

  • “我”——积分只

  • “π”-比例积分

  • “PD”-比例与导数

  • “PDF”-在导数项上带一阶滤波器的比例和导数

  • “PID”-比例、积分和导数

  • “PIDF”-比例、积分和导数,在导数项上有一阶滤波器

二自由度控制器

  • “皮”- 2-DOF比例和积分

  • “PD2”- 2-DOF比例和导数

  • “PDF2”- 2-DOF比例导数和导数项上的一阶滤波器

  • “PID2”- 2-DOF比例,积分和导数

  • “PIDF2”- 2-DOF比例、积分和导数,在导数项上有一阶滤波器

有关一般二自由度PID控制器的更多信息,请参见二自由度PID控制器

具有固定权重的二自由度控制器

  • “I-PD”- 2-DOF PID withb= 0,c= 0

  • “I-PDF”- 2-DOF PIDF withb= 0,c= 0

  • “ID-P”- 2-DOF PID withb= 0,c= 1

  • “IDF-P”- 2-DOF PIDF withb= 0,c= 1

  • “πd的”- 2-DOF PID withb= 1,c= 0

  • “PI-DF”- 2-DOF PIDF withb= 1,c= 0

关于固定设定值权重的2-DOF PID控制器的详细信息,请参见PID控制器类型

控制器形式

当你使用类型在输入端,PID调谐器设计了一个并行的控制器。如果你想设计一个标准形式的控制器,请使用输入Cbase而不是类型,或者选择标准形式菜单。有关平行和标准表单的更多信息,请参阅pidpidstd参考页面。

如果sys是带有样本时间的离散时间模型吗Ts, PID调谐器设计一个离散时间pid控制器使用ForwardEuler离散积分公式。设计具有不同离散积分器公式的控制器:

  • 使用输入参数Cbase而不是类型.PID调谐器从基线控制器读取控制器类型、形式和离散积分器公式Cbase

  • 2 .在“PID调谐器”中,单击选项打开“控制器选项”对话框。从中选择离散积分器公式积分公式导数公式菜单。

有关离散积分器公式的更多信息,请参阅pidpidstd参考页面。

Cbase

一种表示基准控制器的动态系统,允许将所设计控制器的性能与控制器的性能进行比较Cbase

如果Cbase是一个pidpidstd对象,PID Tuner也使用它来配置所设计控制器的类型、形式和离散积分器公式。设计的控制器:

  • 类型是用Cbase

  • 平行形式控制器,如果Cbase是一个pid控制器对象。

  • 标准形式的控制器,如果Cbase是一个pidstd控制器对象。

  • 并联型二自由度控制器,如果Cbase是一个pid2控制器对象。

  • 是标准形式的二自由度控制器,如果Cbase是一个pidstd2控制器对象。

  • 有相同的IformulaDformula值作为Cbase.有关IformulaDformula,请参阅pidpidstd参考页面。

如果Cbase是任何其他动态系统,PID调谐器设计一个并联形式的PI控制器。控件可以更改控制器的窗体和类型形式类型启动PID Tuner后的菜单。

例子

并联控制器的交互式PID整定

启动PID调谐器,为离散时间设备设计并行形式PIDF控制器:

Gc = zpk([],[-1 -1],1);Gd =汇集(Gc, 0.1);创建离散时间植物pidTuner(Gd,'pidf') %启动PID Tuner

基于积分器离散化方法的标准控制器交互式PID整定

设计一个标准形式的PIDF控制器BackwardEuler离散积分公式:

Gc = zpk([],[-1 -1],1);Gd =汇集(Gc, 0.1);%创建离散时间工厂%创建基线控制器。Cbase = pidstd(1、2、3、4、Ts, 0.1,……'IFormula','BackwardEuler','DFormula','BackwardEuler') pidTuner(Gd,Cbase) %启动PID Tuner

PID调谐器设计了一个控制器Gd具有相同的形式、类型和离散积分器公式的Cbase.为便于比较,可以显示的响应图Cbase与所设计控制器的响应图,单击显示基线复选框在PID调谐器。

提示

  • 如果类型Cbase指定一个单自由度(1-DOF) PID控制器,则pidTuner设计单位反馈回路控制器如图所示:

  • 如果类型Cbase指定一个二自由度(2-DOF) PID控制器,则pidTuner设计一个2-DOF控制器,如图所示:

  • PID Tuner的默认目标相位裕度为60度,并自动调整PID增益以平衡性能(响应时间)和鲁棒性(稳定裕度)。使用响应时间带宽阶段保证金滑块可根据您的要求调整控制器的性能。提高性能通常会降低健壮性,反之亦然。

  • 的响应图响应菜单,分析控制器的性能。

  • 如果您提供Cbase,请检查显示基线显示基线控制器的响应。

  • 有关使用PID Tuner的详细信息,请参见用PID调节器设计PID控制器

  • 有关实时编辑器中的交互式PID调优,请参阅调整PID控制器住编辑任务。这个任务让你交互式地设计一个PID控制器并自动生成MATLAB®为您的活动脚本编写代码。

算法

有关MathWorks的信息®PID整定算法,见PID优化算法

选择

您可以从MATLAB桌面打开PID调谐器,在应用程序选项卡。当你这样做的时候,使用the植物菜单中指定您的工厂模型。

对于命令行上的PID调优,请使用pidtune.的pidtune命令可以一次为多个电厂设计一个控制器。

有关实时编辑器中的交互式PID调优,请参阅调整PID控制器住编辑任务。这个任务让您交互式设计一个PID控制器,并自动生成MATLAB代码为您的生活脚本。

参考文献

Åström, k.j.和Hägglund, T。先进的PID控制,研究三角园区,数控:仪器仪表、系统和自动化学会,2006。

介绍了R2014b