控制系统工具箱
设计和分析控制系统
控制系统工具箱™ 提供用于系统分析、设计和调整线性控制系统的算法和应用程序。可以将系统指定为传递函数、状态空间、零极点增益或频率响应模型。应用程序和功能（如阶跃响应图和波特图）可以让您在时域和频域中分析和可视化系统行为。
您可以使用交互技术如波德环整形和根轨迹方法来调整补偿器参数。工具箱自动调整SISO和MIMO补偿器，包括PID控制器。补偿器可以包括跨越多个反馈回路的多个可调块。您可以调整增益计划控制器并指定多个调整目标，如参考跟踪、干扰抑制和稳定裕度。您可以通过验证上升时间、超调量、沉淀时间、增益和相位裕度以及其他要求来验证设计
开始：
传递函数与状态空间模型
使用传递函数或状态空间表示创建线性时不变系统模型。操纵PID控制器和频率响应数据。模型系统是SISO或MIMO，连续的或离散的。通过串联、并行或反馈连接基本模型来构建复杂的框图。
模型离散化
使用命令行函数或交互式实时编辑器任务对动态系统模型进行重采样，并在连续时间域和离散时间域之间转换模型。使用零阶保持、双线性（Tustin）、零极点匹配和其他速率转换方法。
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模型简化
使用Model Reducer应用程序、Live Editor任务或命令行功能以交互方式减少设备或控制器模型顺序，同时保留对应用程序重要的动态。使用平衡截断、零极点简化或模式选择技术。
稳定性分析
计算增益裕度、相位裕度和交叉频率。以图形和数字方式检查动态系统的极点和零点位置。计算线性模型极点的阻尼比、固有频率和时间常数。
计算增益裕度、相位裕度和交叉频率。
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PID调优
使用PID Tuner应用程序、Live Editor任务或命令行函数自动调整PID控制器增益，以平衡性能和鲁棒性。指定调谐参数，例如所需的响应时间和相位裕度。调整连续或离散PID控制器。
植物动态的交互估计
使用系统识别工具箱，直接从PID调谐器应用程序中测量的输入输出数据创建电厂模型™. 或者，使用Live Editor识别设备动态并调整PID控制器。
二自由度PID控制
调整两个自由度（2-DOF）PID控制器。使用2-DOF PID控制器代替1-DOF PID控制器，以实现更好的干扰抑制，而不会显著增加设定点跟踪中的超调量。
在PID调谐器应用程序中调整一个二自由度PID控制器(实线)并将其与一个一自由度PID控制器(虚线)进行比较。
根轨迹图和Bode图的交互设计
使用控制系统设计器应用程序以交互方式设计和分析SISO控制系统。使用根轨迹、Bode图和Nichols图以图形方式调整常见控制组件，如PID、超前/滞后网络和陷波滤波器。
闭环响应监测
使用阶跃响应、Nyquist和其他曲线图可视化闭环和开环响应，这些曲线图在调整控制器时动态更新。指定和评估时域和频域设计要求，如上升时间、最大超调量、增益裕度和相位裕度。
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SISO和MIMO环
使用Control System Tuner应用程序或命令行函数来建模和调整具有简单可调谐元素的SISO或MIMO控制系统架构，如增益、PID控制器或低阶滤波器。在多回路控制系统中联合调整多个回路。
时间和频域目标
指定并可视化调整要求，如跟踪性能、干扰抑制、噪声放大、闭环极点位置和稳定裕度。自动调整控制器参数，以满足必备要求（设计约束）和最佳满足其余要求（目标）。
根据一组设备模型进行调整
设计一个控制器，该控制器对由于参数变化、运行条件变化以及传感器或执行器故障而导致的工厂动态变化具有鲁棒性。
设计对设备参数变化具有鲁棒性的控制器。
Simulink中的增益调度控制器金宝app
在Simulink中建立增益调度控制系统模型金宝app®使用变PID控制器、变传递函数、变陷波滤波器和变低通滤波器等模块。
在Simulink中建模增益计划控制器的库。金宝app
增益面调谐
自动调整增益面系数，以满足整个系统工作包线的性能要求，并实现工作点之间的平滑过渡。指定随操作条件而变化的要求。在设计的整个工作范围内验证调整结果。
LQR/LQG和极点配置
设计连续和离散线性二次调节器(LQR)和线性二次高斯(LQG)控制器。计算反馈增益矩阵以将闭环极点放置在所需的位置。
非线性状态估计
在MATLAB中使用扩展卡尔曼滤波器、无迹卡尔曼滤波器或粒子滤波器估计非线性系统的状态®和Sim金宝appulink。使用MATLAB编码器和Simulink编码器为这些滤波器生成C/C++代码。
线性分析
在Simulink控制设计中使用线性分析工具™ 将Simulin金宝appk模型线性化。使用阶跃响应、脉冲响应、Bode、Nichols、Nyquist、奇异值和零极点图计算线性化模型的时间和频率响应。
补偿器的设计
使用Simulink控制设计，以图形方式调整Simulink中建模的SISO反馈回路。使用交互式金宝appBode、根轨迹和Nichols图形编辑器设计控制器，以添加、修改和删除控制器极点、零点和增益。
补偿器调谐
自动调整Simulink中建模的PID控制器的增益。使用Simulink控制设计中的控制系统调谐器应用程序或命金宝app令行工具，自动调整分布在Simulink中任意数量反馈回路上的控制元件的增益和动态。
