В этом примере показано, как использовать задачу ПИД-регулятора Мелодии в Live Editor сгенерировать код для разработки ПИД-регулятора для линейной модели объекта управления. Задача ПИД-регулятора Мелодии позволяет вам в интерактивном режиме совершенствовать производительность контроллера, чтобы настроить пропускную способность цикла и запас по фазе, или способствовать отслеживанию заданного значения или воздействию. Задача генерирует график отклика, который позволяет вам контролировать производительность контроллера, в то время как вы настраиваете настраивающиеся параметры.
Откройте этот пример, чтобы видеть, что предварительно сконфигурированный скрипт содержит задачу ПИД-регулятора Мелодии. Для получения дополнительной информации о задачах Live Editor обычно, смотрите, Добавляют Интерактивные Задачи к Live Script (MATLAB).
В Live Editor создайте модель LTI для своего объекта.
G = zpk(-5,[-1 -2 -3 -4],6);
Чтобы спроектировать ПИД-регулятор для этого объекта, откройте Live Editor ПИД-регулятора Мелодии задача. На вкладке Live Editor выберите Task> Tune PID Controller. Это действие вставляет задачу в ваш скрипт.
Чтобы сгенерировать первоначальный проект ПИД-регулятора, в меню Plant, выбирают объект, который вы создали, G
. Настройтесь ПИД-регулятор автоматически генерирует ПИ-контроллер, который балансирует производительность и робастность, принимая стандартную настройку модульного управления с обратной связью следующей схемы.
Задача также генерирует переходный процесс, показывающий переходной процесс с обратной связью от r до y использование первоначального проекта контроллера.
Выберите характеристики Отклика системы, чтобы отобразить числовые значения некоторых характеристик временного интервала этого ответа.
Первоначальный проект контроллера имеет время нарастания приблизительно 1,5 секунд приблизительно с 8%-м перерегулированием. Экспериментируйте со Временем отклика и Переходными ползунками Поведения, чтобы изменить цели проекта и видеть их эффект на переходном процессе.
С ПИ-контроллером и этим объектом, это затрудняет, чтобы уменьшить время отклика, не вводя нестабильность или в противном случае ухудшающийся отклик системы. Попытайтесь переключиться на ПИД-регулятор, чтобы видеть, можно ли достигнуть лучшего времени отклика. В Типе контроллера выпадающее меню выберите PID
.
Можно теперь уменьшать время отклика контроллера. Экспериментируйте с ползунками снова, наблюдая эффект на переходном процессе. Для примера, который показывает более подробно, как Время отклика и Переходные ползунки Поведения влияют на производительность контроллера, смотрите ПИД-регулятор Мелодии, чтобы Способствовать Отслеживанию уставки или Подавлению помех (PID Tuner). Тот пример использует приложение PID Tuner вместо задачи ПИД-регулятора Мелодии в Live Editor, но поведение и эффект ползунков являются тем же самым в обоих инструментах.
Задача автоматически генерирует код к настроить ПИД-регулятор для объекта с заданными целями проекта. Чтобы видеть сгенерированный код, щелкните в нижней части задачи. Задача расширяется, чтобы показать сгенерированный код.
Когда вы изменяете параметры, такие как структура контроллера, цели производительности и тип графика отклика, сгенерировать код обновляется автоматически, чтобы отразить новые настройки.
Предположим, что вы интересуетесь откликом системы с обратной связью к воздействию во входе объекта. Сгенерировать график переходного процесса от к y, в Выходном Графике выпадающее меню, выбирают Step Plot: Input disturbance rejection
. График обновляется, чтобы показать новый ответ. В зависимости от того, как вы устанавливаете цели производительности, когда вы изменяете график отклика, вы можете видеть ответ, который похож на следующее.
Можно теперь экспериментировать снова с параметрами контроллера и наблюдать их эффект на подавлении помех. Для примера, который показывает более подробно, как можно использовать ползунки и другие расчетные параметры, чтобы улучшать производительность подавления помех, смотрите ПИД-регулятор Мелодии, чтобы Способствовать Отслеживанию уставки или Подавлению помех (PID Tuner). Тот пример использует приложение PID Tuner вместо задачи ПИД-регулятора Мелодии в Live Editor, но поведение и эффект расчетных параметров являются тем же самым в обоих инструментах.
Настройтесь ПИД-регулятор автоматически пишет настроенному контроллеру в рабочую область MATLAB® как pid
, pidstd
, pid2
, или pidstd2
объект модели, какой бы ни подходит для ваших настроек контроллера. Задача хранит контроллер, использующий имя переменной, заданное в линии сводных данных задачи. По умолчанию тем именем переменной является C
. Когда вы изменяете настройки контроллера, цели производительности или другие настраивающие параметры, по умолчанию задача переписывает переменную C
.
Можно сохранить проектирование контроллера, чтобы использовать в качестве базовой линии для сравнения, в то время как вы экспериментируете далее с типами контроллера, целями производительности и другими настройками. Для этого введите новое имя переменной в линии сводных данных задачи. Например, поменяйте имя выходного контроллера на Cnew
.
Теперь текущий проект хранится в рабочем пространстве MATLAB как C
. Дальнейшие изменения в проекте хранятся как Cnew
.
Использовать C
как базовая линия для сравнения, в Базовом меню контроллера, выбирают Select from workspace
. Затем выберите C
в меню, которое появляется.
Теперь когда вы экспериментируете далее с проектированием контроллера, график отображает обоих отклик системы с контроллером C
(пунктирная линия) и с контроллером Cnew
(сплошная линия).
Поскольку задача ПИД-регулятора Мелодии сохраняет контроллер в рабочее пространство MATLAB, можно использовать контроллер, как вы использовали бы любой другой объект модели ПИДа в системе управления и анализе. Например, исследуйте производительность контроллера против немного отличающейся модели объекта управления, чтобы получить смысл робастности системы с обратной связью против изменения параметра.
G1 = zpk(-5,[-0.75 -2 -3 -4],8); CL1 = getPIDLoopResponse(C,G1,'closed-loop'); CL = getPIDLoopResponse(C,G,'closed-loop'); step(CL,CL1)