Anti-Windup使用PID控制器控制块

性能不使用Anti-Windup

首先,检查饱和的影响在饱和时的闭环模型不是由PID控制器。模拟模型生成这些结果。这个数字没有anti-windup显示定位点与测量的输出。

图显示控制器的输出和输入没有anti-windup饱和。

这些数据突出两个问题与输入饱和控制系统:

设计PID控制器来考虑饱和效应提高了操作性能,允许它在线性区域大部分时间,从非线性很快恢复。您可以使用anti-windup机制来实现这一目标。

基于反演计算为Anti-Windup配置块

的反算anti-windup方法使用一个反馈回路来解除PID控制器块内部积分器饱和限制和指定的控制器打何时进入非线性操作。要启用anti-windup,去输出饱和块对话框中的选项卡。选择限制输出并输入饱和限制的植物。接下来,从Anti-windup方法列表中,选择反演计算。然后,指定反演计算系数(Kb)。它的倒数是anti-windup循环的时间常数。在本例中,选择反演计算获得1。如何选择这个值的更多信息,参见[1]。

一旦启用了反演计算,块有一个内部跟踪循环展开积分器的输出。这个图显示了under-mask视图与反演计算PID控制器的块。

注意速度PID控制信号返回到线性区域和饱和的循环恢复速度。

控制器的输出u (t)和饱和输入坐(u)因为配合对方限制输出启用。

为了更好地可视化anti-windup的影响,这个数字说明了植物测量输出y (t)有和没有anti-windup。

基于积分器为Anti-Windup配置块夹紧

另一个常见anti-windup策略是基于条件的集成。要启用anti-windup,在块参数对话框中,选择饱和选项卡。选择限制输出并输入饱和限制的植物。然后,从Anti-windup方法列表中,选择夹紧。

这个图显示定位点与夹紧和测量输出。

这个数字表明,控制器的输出u (t)和饱和输入坐(u)因为配合对方限制输出启用。

何时使用夹紧的更多信息,参见[1]。

使用跟踪模式来处理复杂的Anti-Windup场景

anti-windup策略迄今为止讨论依赖于内置方法处理饱和块通过其提供的信息对话框。对于那些内置的技术工作,必须满足两个条件:

这些条件可能会限制在处理一般anti-windup场景。PID控制器块特征跟踪模式,允许你建立一个反算anti-windup循环外部。接下来的两个例子展示了使用跟踪模式anti-windup用途:

与级联动态构造Anti-Windup饱和执行器方案

的执行机构sldemo_antiwindupactuator有复杂的动力学。复杂的动力学是很常见的,当一个执行机构有自己的闭环动态。PID控制器在一个外循环,将驱动器动力学作为一个内部循环,也称为饱和动态级联。

成功anti-windup策略需要反馈执行机构的输出跟踪港口的PID控制器。配置跟踪模式的PID控制器,在块参数对话框中,单击初始化选项卡。选择启用跟踪模式并指定增益Kt。它的倒数是跟踪回路的时间常数。如何选择这种获得的更多信息,参见[1]。

测量装置的输出y (t)和控制器输出u (t)几乎立即回应定位点的变化。没有anti-windup机制,长期以来,这些反应延迟。

Anti-Windup方案与前馈PID控制

另一个常见的控制配置,执行机构接收到控制信号,结合PID控制信号和前馈控制信号。打开模型sldemo_antiwindupfeedforward。

准确地建立一个反算anti-windup循环,跟踪信号应该减去前馈信号的贡献。这个动作允许PID控制器块了解的有效控制信号应用于致动器。

前馈增益是团结,因为植物的直流增益1。

测量装置的输出y (t)和控制器输出u (t)几乎立即回应定位点的变化。当选点值10,注意控制器输出u (t)减少的范围内的致动器。

当选点值10,注意控制器输出u (t)减少的范围内的致动器。

这个图显示了PID控制器的输出与anti-windup前馈输入。