Этот пример показывает, как извлечь компоненты элемента управления SISO от ПИД-регулятора 2-DOF в каждом из feedforward, обратной связи и настроек фильтра. Пример сравнивает системы с обратной связью во всех настройках, чтобы подтвердить, что они - весь эквивалент.
Получите ПИД-регулятор 2-DOF. В данном примере создайте модель объекта управления и настройте ПИД-регулятор 2-DOF для него.
G = tf(1,[1 0.5 0.1]);
C2 = pidtune(G,'pidf2',1.5);C2 является контроллером pid2 объект. Архитектура управления для C2 находится как показано на следующем рисунке.
Эта система управления может быть эквивалентно представлена в нескольких другой архитектуре, которая использует только компоненты SISO. В feedforward настройке контроллер 2-DOF представлен как ПИД-регулятор SISO и feedforward компенсатор.
Разложите C2 на компоненты элемента управления SISO с помощью feedforward настройки.
[Cff,Xff] = getComponents(C2,'feedforward')Cff =
1 s
Kp + Ki * --- + Kd * --------
s Tf*s+1
with Kp = 1.12, Ki = 0.23, Kd = 1.3, Tf = 0.122
Continuous-time PIDF controller in parallel form.
Xff =
-10.898 (s+0.2838)
------------------
(s+8.181)
Continuous-time zero/pole/gain model.
Эта команда возвращает ПИД-регулятор SISO Cff как объект pid. feedforward компенсатор X возвращен как объект zpk.
Создайте систему с обратной связью для feedforward настройки.
Tff = G*(Cff+Xff)*feedback(1,G*Cff);
В настройке обратной связи контроллер 2-DOF представлен как ПИД-регулятор SISO и дополнительный компенсатор обратной связи.
Анализируйте C2 с помощью настройки обратной связи и построения что система с обратной связью.
[Cfb, Xfb] = getComponents(C2,'feedback');
Tfb = G*Cfb*feedback(1,G*(Cfb+Xfb));В настройке фильтра контроллер 2-DOF представлен как ПИД-регулятор SISO и предварительный фильтр на ссылочном сигнале.
Анализируйте C2 с помощью настройки фильтра. Создайте ту систему с обратной связью также.
[Cfr, Xfr] = getComponents(C2,'filter');
Tfr = Xfr*feedback(G*Cfr,1);Создайте систему с обратной связью для исходного контроллера 2-DOF, C2. Для этого преобразуйте C2 в 2D вход, передаточную функцию с одним выходом, и используйте индексацию массива, чтобы получить доступ к каналам.
Ctf = tf(C2); Cr = Ctf(1); Cy = Ctf(2); T = Cr*feedback(G,Cy,+1);
Сравните переходные процессы всех систем с обратной связью.
stepplot(T,Tff,Tfb,Tfr) legend('2-DOF','feedforward','feedback','filter','Location','Southeast')
Графики совпадают, демонстрируя, что все системы эквивалентны.
Используя 2-DOF ПИД-регулятор может привести к улучшенной производительности по сравнению с контроллером 1-DOF. Для получения дополнительной информации смотрите Мелодию ПИД-регулятор 2-DOF (Командная строка).
getComponents | pid2 | pidstd2