pidtuneOptions

为 pidtune 函数定义选项

全页展开

说明

使用 pidtuneOptions 对象指定使用 pidtune 函数调节 PID 控制器的属性。

创建对象

语法

opt = pidTuneOptions
opt = pidtuneOptions(Name=Value)

描述

opt = pidTuneOptions 创建具有默认属性的 pistuneOptions 对象。

示例

opt = pidtuneOptions(Name=Value) 使用名称-值参量指定选项对象的一个或多个属性。例如，opt = pidtuneOptions(PhaseMargin=55) 创建相位裕度为 55 度的选项对象。

如果使用的是 R2021a 之前的版本，请使用逗号分隔每个名称和值，并用引号将 Name 引起来。例如，opt = pidtuneOptions("PhaseMargin",55) 创建相位裕度为 55 度的选项对象。

属性

全部展开

目标相位裕度（以度为单位），指定为正标量。pidtune 尝试设计控制器，使相位裕度至少为 PhaseMargin 指定的值。所选穿越频率可能会限制可实现的相位裕度。通常，相位裕度越高，稳定性和超调量越好，但带宽和响应速度会受限。

设计中更侧重的闭环性能目标，指定为以下项之一：

  • 'balanced'（默认）- 在给定稳健性的情况下，调节控制器以平衡参考跟踪和抗扰。

  • 'reference-tracking' - 调节控制器以尽可能更侧重参考跟踪。

  • 'disturbance-rejection' - 调节控制器以尽可能更侧重抗扰。

对于给定的目标相位裕度，pidtune 会选择一种平衡参考跟踪和抗扰这两种性能测度的控制器设计。当您更改 DesignFocus 选项时，调节算法会尝试调整 PID 增益以更侧重参考跟踪或抗扰，同时实现相同的目标相位裕度。在 pidtune 假设的控制架构（如下图所示）中，参考跟踪是 y 处对 r 处信号的响应，抗扰是 y 处对 d 处信号的抑制。

系统中的可调参数越多，PID 算法就越可能在不牺牲稳健性的情况下实现所需的设计侧重点。例如，相对于 P 或 PI 控制器，设置设计侧重点对于 PID 控制器可能更有效。在所有情况下，系统性能的微调程度很大程度上取决于被控对象的属性。

有关说明此选项效果的示例，请参阅调节 PID 控制器以侧重参考跟踪或抗扰（命令行）。

被控对象中的不稳定极点数，指定为非负整数。

当被控对象是 frd 模型或具有内部延迟的状态空间模型时，必须指定开环不稳定极点的数量（如果有）。如果值不正确，可能会导致 PID 控制器无法稳定实际被控对象。（pidtune 对其他模型类型忽略此选项。）

不稳定极点是指处于以下状态的极点：

  • Re(s) > 0，对于连续时间被控对象

  • |z| > 1，对于离散时间被控对象

对于 NumUnstablePoles，被控对象中的纯积分器 (s = 0) 或 (|z| > 1) 不算作不稳定极点。如果您的被控对象是具有纯积分器的被控对象 frd 模型，则为了获得最佳结果，请确保您的频率响应数据覆盖足够低的频率以捕获积分器斜率。

对象函数

pidtune线性被控对象模型的 PID 调节算法

示例

全部折叠

调节目标相位裕度为 45 度、更侧重抗扰性能的 PIDF 控制器。 

sys = tf(1,[1 3 3 1]);
opts = pidtuneOptions('PhaseMargin',45,'DesignFocus','disturbance-rejection');
[C,info] = pidtune(sys,'pid',opts);

提示

  • 使用 pidtune 命令为具有不稳定极点的被控对象设计 PID 控制器时，如果被控对象模型是以下类型之一：

    • frd 模型

    • 具有无法转换为 I/O 延迟的内部延迟的 ss 模型

    则需使用 pidtuneOptions 指定被控对象中不稳定极点的数量。

版本历史记录

在 R2010b 中推出

另请参阅

主题