Анализируйте проект в PID Tuner

Постройте отклики системы

Чтобы определить, удовлетворяет ли проект компенсатора ваши требования, можно анализировать отклик системы с помощью графиков ответа. На вкладке PID Tuner выберите график ответа из меню Add Plot. Меню Add Plot также позволяет вам выбрать из нескольких графиков шага (ответ временного интервала) или Диаграммы Боде (ответ частотного диапазона).

Для типов ПИД-регулятора 1-DOF, таких как PI, PIDF и PDF, PID Tuner вычисляет отклики системы, основанные на следующей одноконтурной архитектуре управления:

Для типов ПИД-регулятора 2-DOF, таких как PI2, PIDF2 и I-PD, PID Tuner вычисляет ответы, основанные на следующей архитектуре:

Отклики системы основаны на разложении ПИД-регулятора 2-DOF, C, на компонент заданного значения C r и компонент обратной связи C y, как описано в Двух ПИД-регуляторах Степени свободы (Control System Toolbox).

Следующая таблица обобщает доступные ответы для графиков для анализа в PID Tuner.

Ответ	Нанесенная на график система (1-DOF)	Нанесенная на график система (2-DOF)	Описание
`Plant`	G	G	Ответ объекта. Используйте, чтобы исследовать динамику объекта.
`Open-loop`	GC	_–GCy	Ответ системы объекта контроллера разомкнутого цикла. Используйте для проекта частотного диапазона. Используйте, когда ваши спецификации проекта будут включать критерии робастности, такие как поле коэффициента усиления разомкнутого контура и поле фазы.
`Reference tracking`	$\frac{G C}{1 + G C}$ (от r до y)	$\frac{G C_{r}}{1 - G C_{y}}$ (от r до y)	Отклик системы с обратной связью к ступенчатому изменению в заданном значении. Используйте, когда ваши спецификации проекта будут включать отслеживание заданного значения.
`Controller effort`	$\frac{C}{1 + G C}$ (от r до u)	$\frac{C_{r}}{1 - G C_{y}}$ (от r до u)	Контроллер с обратной связью вывел ответ на ступенчатое изменение в заданном значении. Используйте, когда ваш проект будет ограничен практическими ограничениями, такими как насыщение контроллера.
`Input disturbance rejection`	$\frac{G}{1 + G C}$ (от d ₁ к y)	$\frac{G}{1 - G C_{y}}$ (от d ₁ к y)	Отклик системы с обратной связью, чтобы загрузить воздействие (воздействие шага во входе объекта). Используйте, когда ваши спецификации проекта будут включать входное подавление помех.
`Output disturbance rejection`	$\frac{1}{1 + G C}$ (от d ₂ к y)	$\frac{1}{1 - G C_{y}}$ (от d ₂ к y)	Отклик системы с обратной связью к воздействию шага на объекте выводится. Используйте когда это необходимо, чтобы анализировать чувствительность к моделированию ошибок.

Сравните настроенный ответ, чтобы блокировать ответ

По умолчанию PID Tuner строит отклики системы с помощью обоих:

Содействующие значения ПИДа в контроллере блокируются в модели Simulink^® (Ответ блока).
Содействующие значения ПИДа текущего проекта PID Tuner (Настроенный ответ).

Когда вы настраиваете текущий проект PID Tuner, такой как путем перемещения ползунков, Настроенного изменения графиков ответа, в то время как графики ответа Блока не делают.

Чтобы записать текущий проект PID Tuner в модель Simulink, щелкнуть. Когда вы делаете так, текущий Настроенный ответ становится ответом Блока. Дальнейшая корректировка текущего проекта создает новую Настроенную строку ответа.

Чтобы скрыть ответ Блока, нажмите Options и снимите флажок с Show Block Response.

Просмотрите числовые значения характеристик системы

Можно просмотреть значения для характеристик системы, таких как максимальная чувствительность и получить поле, также:

Непосредственно на графике ответа — Использование контекстное меню, чтобы добавить характеристики, которые появляются как синие маркеры. Затем щелкните левой кнопкой по маркеру, чтобы отобразить соответствующую информационную панель.
В таблице Performance and robustness — Чтобы отобразить эту таблицу, нажмите Show Parameters.

Экспортируйте объект или контроллер к рабочему пространству MATLAB

Можно экспортировать линеаризовавшую модель объекта управления, вычисленную PID Tuner к рабочей области MATLAB^® для последующего анализа. Для этого нажмите Update Block и выберите Export.

В диалоговом окне Export проверяйте модели, которые вы хотите экспортировать. Нажмите OK, чтобы экспортировать объект или контроллер к рабочему пространству MATLAB как пространство состояний (ss) объект модели или объект pid, соответственно.

Также можно экспортировать модель с помощью контекстного меню в Data Browser. Для этого кликните по вкладке Data Browser.

Затем щелкните правой кнопкой по модели и выберите Export.

Совершенствуйте проект

Если ответ первоначального проекта контроллера не удовлетворяет ваши требования, можно в интерактивном режиме настроить проект. PID Tuner дает вам две опции Domain для совершенствования проектирования контроллера:

Область Time (значение по умолчанию) — Использование ползунок Response Time, чтобы сделать ответ с обратной связью системы управления быстрее или медленнее. Используйте ползунок Transient Behavior, чтобы сделать контроллер более агрессивным в подавлении помех или более устойчивым против неуверенности объекта.
Frequency — Используйте ползунок Bandwidth, чтобы сделать ответ с обратной связью системы управления быстрее, или медленнее (время отклика является 2/_wc, где _wc является пропускной способностью). Используйте ползунок Phase Margin, чтобы сделать контроллер более агрессивным в подавлении помех или более устойчивым против неуверенности объекта.

В обоих режимах существует компромисс между производительностью подавления помех и отслеживанием уставки. Для примера, который показывает, как использовать ползунки, чтобы настроить этот компромисс, смотрите ПИД-регулятор Мелодии, чтобы Способствовать Отслеживанию уставки или Подавлению помех.

Если вы находите проект компенсатора, который удовлетворяет ваши требования, проверьте, что он ведет себя похожим способом в нелинейной модели Simulink. Для инструкций смотрите, Проверяют Проект ПИДа в Вашей Модели Simulink.

Совет

Чтобы вернуться к первоначальному проекту контроллера после перемещения ползунков, нажмите Reset Design.

Документация