控制系统设计器调节方法
R2026b借助控制系统设计器，您可以使用各种图形调节和自动调节方法来调节补偿器。
图形调节方法
使用图形调节方法可通过交互方式添加、修改和删除控制器的极点、零点和增益。
| 调节方法 | 描述 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 波特编辑器 | 调节补偿器以实现特定的开环频率响应（环路成形）。 | 调整开环带宽，并根据增益裕度和相位裕度设定进行设计。 |
| 闭环波特编辑器 | 调节预滤波器以改进闭环系统响应。 | 改进参考跟踪、输入抗扰和噪声抑制。 |
| 根轨迹编辑器 | 调节补偿器以使闭环极点位置满足设计设定。 | 根据时域设计设定（如最大超调量和稳定时间）进行设计。 |
| 尼柯尔斯编辑器 | 调节补偿器以实现特定的开环响应（环路成形），在尼柯尔斯图上结合增益和相位信息。 | 调整开环带宽，并根据增益裕度和相位裕度设定进行设计。 |
使用图形调节时，您可以直接在编辑器图中或使用补偿器编辑器来修改补偿器。一种常见的设计方法是使用编辑器图粗略调节补偿器，然后使用补偿器编辑器微调补偿器参数。有关详细信息，请参阅Edit Compensator Dynamics in Control System Designer。
各种图形调节方法并不互斥。例如，您可以同时使用波特编辑器和根轨迹编辑器来调节补偿器。当您需要同时满足时域设定和频域设定时，此选项非常有用。
有关图形调节的示例，请参阅：
自动调节方法
使用自动调节方法可根据设计设定自动调节补偿器。
| 调节方法 | 描述 | 要求和限制 |
|---|---|---|
| PID 调节 | 自动调节 PID 增益以平衡性能和稳健性，或者使用经典 PID 调节公式来调节控制器。 | 经典 PID 调节公式需要稳定或积分型有效被控对象。 |
| 基于优化的调节 | 使用在图形调节和分析图中指定的设计需求，优化补偿器参数。 | 需要 Simulink® Design Optimization™ 软件。 调节先前定义的控制器结构的参数。 |
| LQG 综合 | 将全阶稳定反馈控制器设计为线性二次高斯 (LQG) 跟踪器。 | 最大控制器阶数取决于有效被控对象的动态特性。 |
| 环路成形 | 寻找具有指定开环带宽或形状的全阶稳定反馈控制器。 | 需要 Robust Control Toolbox™ 软件。 最大控制器阶数取决于有效被控对象的动态特性。 |
| 内模控制(IMC)调节 | 使用 IMC 设计方法获得全阶稳定反馈控制器。 | 假定控制系统使用包含被控对象动态特性的预测模型的 IMC 架构。 最大控制器阶数取决于有效被控对象的动态特性。 |
一种常见的设计方法是使用 PID 调节、LQG 综合、环路成形或 IMC 调节来生成初始补偿器。然后，您可以使用基于优化的调节或图形调节来改进补偿器的性能。
有关自动调节方法的详细信息，请参阅Design Compensator Using Automated Tuning Methods。
用于调节的有效被控对象
有效被控对象是由补偿器控制的系统，它包含模型中除您正在调节的补偿器之外的所有开环的元素。以下各图展示了有效被控对象的示例：
了解补偿器所看到的有效被控对象的属性有助于您判断哪些调节方法适用于您的系统。例如，有些自动调节方法仅适用于开环 () 具有稳定有效被控对象 () 的补偿器。此外，对于 IMC 和环路成形等调节方法，最大控制器阶数取决于有效被控对象的动态特性。
在 Simulink 中调节补偿器
如果 Simulink 模型中的补偿器对其极点、零点或增益有约束，则无法使用 IMC 综合、回路成形或 IMC 调节。例如，您无法利用这些方法来调节 PID Controller 模块的参数。如果您的应用需要控制器约束，请改用其他自动调节或图形调节方法。
此外，Simulink 模型中的任何补偿器约束都会限制调节后的补偿器的结构。例如，如果您使用 PID 整节，并将 PID Controller 模块配置为 PI 控制器，则调节后的补偿器必须具有零导数参数。
选择调节方法
要选择调节方法，请在控制系统设计器中点击调节方法。
