MATLAB控制系统校正工具sisotool的使用
2017-11-12 11:27
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前言
对于单输入单输出的控制系统矫正,性能指标的分析,使用MATLAB自带的sisotool GUI工具非常方便,他的主要功能如下:-时域、频域性能指标可视化
-绘制根轨迹,零极点配置
-PID的自动矫正等
最大的方便的地方是,当你在校正的参数改变后,系统的根轨迹,bode图,相应曲线能够同步更新。
目录
前言目录
1使用步骤
2工作界面介绍
1architecture界面
2compensator editor界面
3graphic tuning界面
4analysis plot界面
5automated tuning
3实例单闭环直流调速系统PID校正
1建立模型
2打开sisotool导入模型
3显示图形
4PI自动校正
1使用步骤
-编写M文件,建立各环节的传递函数-命令行输如sisotool回车,打开GUI界面
-将workspace中的模型导入sisotool
-进行分析或设计
2工作界面介绍
2.1architecture界面
该界面用于选择合适的模型结构,导入模型data。点击control architecture选择模型的结构,点击system data导入模型各环节数据。
2.2compensator editor界面
该界面是校正器编辑界面,用于选择校正的参数,调整参数,同步参数的变化.比如,在graphic tuning的root locus图中使用鼠标在图中增加了开环零极点或改变了闭环极点的未知,响应的变化会在该界面同步更新,显示增益,所增加的开环零极点的具体数值.当然,如果当前打开analysis plot,其中的响应曲线也会响应的变化。
2.3graphic tuning界面
用于控制要显示的图像,根轨迹校正肯定要选择根轨迹,频域校正选择开环bode图。可以在一个窗口中显示多种类型的图形。 设计工作就是在所显示的图形上完成的。
2.4analysis plot界面
参数调整后效果好不好,需要看相应曲线图,该界面控制要显示那些用于分析系统性能的图形。
2.5automated tuning
提供了PID自动整定的功能,实际上PID校正是开环零极点配置,PI控制增加了一个位于原点的开环极点,减小稳态误差,同时,也增加了位于左半平面的开环零点,使相应迅速。
3实例:单闭环直流调速系统PID校正
3.1建立模型
编写M脚本clc % clear all Kp=[]; Ti=[]; Ks=44; Ts=.00167; Tl=.017; Tm=.075; Ce=.192; a=.01; Un_=10; Il=0; R=1; Kcr=(Tm*(Tl+Ts)+Ts^2)/(Tl*Ts); Kp_cr=Kcr*Ce/(Ks*a) save('单闭环直流调速.mat'); Gupe=tf([Ks],[Ts 1]) G1=tf([1/R],[Tl,1]) G2=tf([R],[Tm 0]) G3=G1*G2 G4=feedback(G3,1) G5=G4*(1/Ce)*Gupe*a %广义被控对象的传递函数
3.2打开sisotool导入模型
如下图将G5赋值给G进入compensator editor界面,开始时默认采用纯比例校正,且C=1。
3.3显示图形
在graphic tuning界面选择要显示的用于设计的图形,如下选择了root locus ,open-loop bode, closed-loop bode,点击show design 打开设计窗口,
在analysis plots中将plot1选择为阶跃响应,
并show analysis plots,
3.4PI自动校正
默认的参数肯定不是很好,我们采用automated tuning进行自整定一下,选择PID tuning,type为 PI,点击update compensator后,看看阶跃响应是否效果更好了,
查看一下PI校正的参数
Kp(1+1Tis)=11.757∗1+0.067ss)
通过上式不难求出Kp 和 Ti.
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