介绍PID调谐器

PID调谐器为Simulink®PID控制器模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用这种方法，可以调整PID控制器参数，以实现鲁棒设计与期望的响应时间。

一个典型的设计工作流程PID调谐器包括以下任务:

(1)启动PID调谐器．启动时，软件自动从Simulink模型中计算出线性工厂模型，并设计初始控制器。金宝app

(2)调节控制器在PID调谐器在两种设计模式中手动调整设计标准。该调谐器计算PID参数，稳健性稳定系统。

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

打开模型

打开带有PID控制器块的发动机转速控制模型，并花一些时间来探索它。

open_system (“scdspeedctrlpidblock”）

设计概述

在这个例子中，你在发动机转速控制回路中设计了一个PI控制器。该设计的目标是跟踪来自Simulink步进模块的参考信号金宝appscdspeedctrlpidblock /速度参考．设计要求如下:

在这个例子中，通过设计PI控制器，可以稳定反馈回路并获得良好的参考跟踪性能scdspeedctrl / PID控制器在PID调谐器．

开放的PID调谐器

启动PID调谐器，双击PID Controller块打开它的块对话框。在主要选项卡上,单击调优．

最初的PID设计

当PID调谐器启动时，软件计算控制器看到的线性化的工厂模型。该软件自动识别工厂的输入和输出，并使用当前的工作点进行线性化。工厂可以有任何订单，可以有时间延迟。

的PID调谐器计算一个初始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，在图中显示步骤引用跟踪性能。

下图显示了PID调谐器与最初设计的对话:

显示PID参数

点击显示参数来查看控制器参数P和I，以及一组性能和鲁棒性度量值。在本例中，初始PI控制器设计给出了2秒的稳定时间，满足要求。

PID调节器中的PID调节设计

参考跟踪响应的超调量约为7.5%。由于在达到稳定时间限制之前我们还有一些空间，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。注意，当您调整响应时间时，响应图、控制器参数和性能测量值都会更新。

下图显示了一个调整的PID设计，超调零和4秒的稳定时间。所设计的控制器有效地成为纯积分控制器。

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，您需要利用两个滑块。你需要使控制响应更快，以减少沉淀时间和增加鲁棒性，以减少超调量。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提高到0.72。

下图显示了这些设置下的闭环响应:

将调整后的参数写入PID控制器块

当你对控制器在线性对象模型上的性能满意后，你可以在非线性模型上测试设计。要做到这一点，点击更新块在PID调谐器．这个动作将参数写回Simulink模型中的PID Controller块。金宝app

更新后的PID Controller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，该控制器满足设计要求。

你也可以用the控制系统设计来设计PID控制器块，当PID控制器块属于一个多回路的设计任务。看这个例子单回路反馈/预滤波器补偿器设计．

bdclose (“scdspeedctrlpidblock”）