主要内容

实现增益调度PID控制器

此示例显示如何在Simulink中实现增益计划控制金宝app®模型使用一组PID控制器。PID控制器是针对电厂的一系列稳态工作点进行调整的,这是高度非线性的。

本示例建立在已完成的工作之上多工作点的PID控制器设计族. 在该示例中,连续搅拌釜式反应器(CSTR)装置模型在具有输出浓度的稳态操作点处线性化C= 2, 3, ..., 8, 9. CSTR装置中的非线性在不同的输出浓度下产生不同的线性化动力学。该示例使用pidtune命令生成并调整每个输出浓度的单独PID控制器。

您可以期望每个控制器在其相应输出浓度附近的小操作范围内表现良好。此示例显示如何使用PID控制器块以在增益计划配置中实现所有这些控制器。在这种配置中,PID增益随着输出浓度的变化而变化。此配置可确保在控制系统工作范围内的任何输出浓度下进行良好的PID控制。

从生成的控制器开始多工作点的PID控制器设计族. 如果这些控制器不在MATLAB中®工作区,从数据文件加载它们PIDGainSchedExample.mat

负载PidGainsched示例

此操作将两个变量放入MATLAB工作区,控制器C. 模型阵列控制器包含八个pid模型,每个模型都针对向量中的一个输出浓度进行了调整C

为了在增益计划配置中实现这些控制器,创建查找表,将每个输出浓度与相应的PID增益集关联起来。仿真软件金宝app模型PIDGainSchedCSTRExampleModel包含此类查找表,配置为提供CSTR工厂的增益计划控制。打开此模型。

open_system (“PIDGainSchedCSTRExampleModel”)

在这个模型中PID控制器块被配置为具有PID系数的外部输入端口。使用外部输入可以使系数随输出浓度的变化而变化。打开块以检查配置。

设定参数到外部的启用系数的输入端口。

该模型使用了一维查找表每个PID系数的块。通常,对于增益计划PID控制,使用计划变量作为查找表输入,使用相应的控制器系数值作为输出。在本例中,CSTR装置输出浓度为查找表输入,输出为与该浓度对应的PID系数。要查看查找表的配置方式,请打开P查找表

这个表数据参数包含每个控制器的比例系数数组,控制器。Kp.的属性的更多信息pid中的模型控制器数组,看到pid.)这个数组中的每个条目都对应于数组中的一个条目C输入到断点1参数对于中两个条目之间的浓度值C这个P查找表块执行线性插值以确定比例系数的值。要设置整系数和导数系数的查找表,请配置我查表维查找表块使用控制器。Ki控制器。Kd分别地对于本例,此配置已在模型中完成。

这个pid中的模型控制器数组将导数滤波器系数表示为时间常数,控制器(见pid更多信息参考页)。然而,PID控制器block将导数滤波器系数表示为反常量,N.因此,N查找表块必须配置为使用中每个值的逆控制器. 打开N查找表块以查看配置。

模拟模型。这个浓度定位点块被配置为逐步通过一系列设定点,这些设定点跨越以下操作范围:C=2C=9(在示波器上显示为黄色)。仿真表明,增益调度配置在此范围内(范围上的粉红色)实现了良好的设定值跟踪。

多工作点的PID控制器设计族,CSTR装置在以下操作范围内不稳定:C=4C=7. 增益计划PID控制器稳定设备,并在整个不稳定区域产生良好的设定点跟踪。为了充分验证针对非线性设备的控制设计,应用各种设定点测试序列,测试整个工作范围内不同大小和方向的步骤的跟踪性能。您还可以将性能与没有增益计划的设计进行比较,方法是在控制器数组相等。

另见

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