【Matlab】简单PID 控制器设计(控制系统工具箱)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【Matlab】简单PID 控制器设计(控制系统工具箱)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

这里展示如何设计一个简单的PID控制器。

传递函数如下:
s y s = 1 ( s + 1 ) 3 sys=\frac{1}{(s+1)^3} sys=(s+1)31
首先,创建模型并选用PI控制器:

sys = zpk([],[-1 -1 -1],1); 
[C_pi,info] = pidtune(sys,'PI')	% pidtune整定函数

生成结果如下:
(交叉频率约为0.52 rad/s,相位裕度为60)

【Matlab】简单PID 控制器设计(控制系统工具箱)

检查受控系统的闭环阶跃响应:

T_pi = feedback(C_pi*sys, 1);
step(T_pi)

【Matlab】简单PID 控制器设计(控制系统工具箱)

为了缩短响应时间,可以设置比自动选择的结果更高的目标交叉频率,即0.52。将交叉频率增加到 1.0。

定义c_pi_fast:

[C_pi_fast,info] = pidtune(sys,'PI',1.0)

【Matlab】简单PID 控制器设计(控制系统工具箱)

新控制器可实现更高的交叉频率,但代价是相位裕量减小。

将两个控制器的闭环阶跃响应进行比较。

T_pi_fast = feedback(C_pi_fast*sys,1);
step(T_pi,T_pi_fast)
axis([0 30 0 1.4])
legend('PI','PI,fast')

这种性能降低的结果是,PI控制器没有足够的自由度在1.0 rad/s的交叉频率下实现良好的相位裕量。添加微分操作可改善响应。

将 PIDF 控制器设计为目标交叉频率为 1.0 rad/s。

[C_pidf_fast,info] = pidtune(sys,'PIDF',1.0)

【Matlab】简单PID 控制器设计(控制系统工具箱)

可以看出,在微分作用下, 算法的交叉频率和相位裕量都达到了较好值。

比较pi_fast 和 pidf_fast两个控制器的闭环阶跃响应:

T_pidf_fast =  feedback(C_pidf_fast*sys,1);
step(T_pi_fast, T_pidf_fast);
axis([0 30 0 1.4]);
legend('PI,fast','PIDF,fast');

【Matlab】简单PID 控制器设计(控制系统工具箱)
可以将受控系统的输入(负载)抗扰度添加到快速 PI 和 PIDF 控制器再次进行比较:

S_pi_fast = feedback(sys,C_pi_fast);
S_pidf_fast = feedback(sys,C_pidf_fast);
step(S_pi_fast,S_pidf_fast);
axis([0 50 0 0.4]);
legend('PI,fast','PIDF,fast');

【Matlab】简单PID 控制器设计(控制系统工具箱)
以上。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-464297.html

到了这里,关于【Matlab】简单PID 控制器设计(控制系统工具箱)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 基于Matlab自抗扰控制器及其PID控制(附上完整源码+数据)

    自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)是一种新型的控制策略,它具有强大的抗干扰能力和良好的控制性能。与传统的PID控制器相比,ADRC能够更好地抑制系统的干扰,提高控制系统的稳定性和鲁棒性。 在ADRC中,核心思想是引入一个扰动观测器(Disturbance Observer,

    2024年02月16日
    浏览(49)
  • 基于simulink的PID控制器设计

    目录 1、PID算法的基本理论 1.1 PID 控制的基本概念 1.2 基本公式 1.3 PID控制系统原理图 2、在simulink中搭建PID控制器模型及调参  3、调参 PID 控制器是一种比例、积分、微分并联控制器。它是最广泛应用的一种控制器。在 PID 控制器中,它的数学模型由比例、积分、微分三部分

    2024年02月03日
    浏览(54)
  • 基于FPGA的PID控制器设计

    PID控制应该算是应用非常广泛的控制算法了。常见的比如控制环境温度,控制无人机飞行高度速度等。PID我们将其分成三个参数,如下: P-比例控制,基本作用就是控制对象以线性的方式增加,在一个常量比例下,动态输出,缺点是会产生一个稳态误差。 I-积分控制,基本作

    2024年02月03日
    浏览(56)
  • FPGA智能交通灯控制器系统系统设计

    把由5OM的有源晶振产生的现场可编程逻辑器件FPGA 的系统时钟输入到分频模块,经分频模块分频产生频率为1Hz的时钟脉冲,作为控制定时模块、控制模块、紧急模块、计数模块的时钟信号,然后再由定时模块来控制紧急模块和控制模块,按照交通管理规则控制交通工作状态的

    2024年02月04日
    浏览(44)
  • 目标控制器数字孪生系统的研究与设计

    ​ 文章来源: 铁路计算机应用,2023,32(10):36-41. 作者: 许婧,杨硕,季志均 摘要: 随着目标控制器(OC,Object Controller)系统在轨道交通领域的推广应用,其硬件投入较高、研发周期较长、环境搭建较为复杂的问题逐渐显现。文章根据OC系统的架构和特点,基于模块化设计,研

    2024年03月21日
    浏览(38)
  • 基于单片机的温度控制器系统设计

    ** 单片机设计介绍, 基于单片机的温度控制器系统设计    基于单片机的温度控制器系统是一种利用单片机来检测环境温度并控制温度的系统。它通常由以下几个部分组成: 温度传感器:用于感知环境温度的传感器。常见的温度传感器有热敏电阻(如NTC、PTC)、热电偶和数

    2024年02月04日
    浏览(68)
  • 为建筑物的供暖系统实施MPC控制器的小型项目(Matlab代码实现)

    💥💥💞💞 欢迎来到本博客 ❤️❤️💥💥 🏆博主优势: 🌞🌞🌞 博客内容尽量做到思维缜密,逻辑清晰,为了方便读者。 ⛳️ 座右铭: 行百里者,半于九十。 📋📋📋 本文目录如下: 🎁🎁🎁 目录 💥1 概述 📚2 运行结果 🎉3 参考文献 🌈4 Matlab代码实现 ​目前,

    2024年02月07日
    浏览(44)
  • 【GUI】使用PID控制器进行台式过程控制实验,以保持热敏电阻的温度(Matlab代码实现)

    目录 💥1 概述 📚2 运行结果 🎉3 参考文献 🌈4 Matlab代码、操作说明 本实验是温度控制的反馈控制应用。特别是,本实验讲解: 手动和自动控制的区别 生成动态数据的 步进测试 拟合动态数据以构建简单的一阶加死区时间 (FOPDT) 模型 从标准调整规则 获取 PID 控制的 参数

    2024年02月15日
    浏览(48)
  • 基于 STM32+FPGA 的通用工业控制器设计(一)系统方案设计

    本章首先介绍了现有 PLC 系统的概况,然后提出了本文设计的通用工业控制器的 整体方案架构,分析了硬件和软件上需要实现的功能,最后对各部分功能进行分析并提 出具体的实现方案。 2.1 PLC 系统简介 可编程逻辑控制器( Programmable Logic Controller , PLC )是以微处理器为基

    2024年02月15日
    浏览(59)
  • 一级倒立摆控制 —— MPC 控制器设计及 MATLAB 实现

    最优控制介绍 一级倒立摆控制 —— 系统建模(传递函数模型与状态空间方程表示) 一级倒立摆控制 —— PID 控制器设计及 MATLAB 实现 一级倒立摆控制 —— 最优控制 线性二次型控制(LQR)及 MATLAB 实现 一级倒立摆控制 —— MPC 控制器设计及 MATLAB 实现 一级倒立摆控制 ——

    2024年02月03日
    浏览(44)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包