simulink-仿真以及PID参数整定/PID tuner 的使用流程

本文主要是介绍simulink-仿真以及PID参数整定/PID tuner 的使用流程，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

控制器搭建与参数整定

- 搭建一个前馈PID控制器控制系统
- PID tuner使用

一个懂点控制但不多的小白，因为需要利用simulink仿真，所以不得不学习一些仿真的知识，这篇文章适合和我一样的新手入门，有理解错误的地方希望大手们能够指出来共同学习。

搭建一个前馈PID控制器控制系统

控制框图

这里边有几点我简单的记录一下：
1.通常我们的被控对象，我们应该是最先得到它的时域下的数学模型，由于需要验证这个模型的响应，所以需要仿真，我猜测应该也可以直接仿真，但是具体为什么要转成S函数，10多年前学得了，已经记不清，似乎是为了方便分析模型的数学特性；
2.将数学模型转成s函数，需要s变换，也叫拉普拉斯变换，在matlab中用laplace（）函数可求解得到对应的G(s)；
3.s代表原函数的一阶微分，s^2代表二阶微分也就是二阶导数；
4.假如G(s)=k/(Ts +1)时，根据图片，前馈函数Gf(s)=T/k*s+1/k,在simulink中搭建的时候，可以用Δu/Δt表示s，就变成了一个比例加上一个微分了，所以这个时候前馈补偿有点像PD控制器；
5.编写控制器程序的时候，单片机都是基于晶振工作的，所以都是在时域下运行的，那么根据仿真得到控制器都是S函数，这个时候就用matlab中的ilaplace（）反变换函数，变换到时域下，就可以把公式写到程序里了；
6.对于输入信号，我们知道G（s）=Y（s）/U（s），所以输入肯定也是要进行s变换的，如果输入是个随时间变化的函数就要做随便，如果原来时域下的输入是离散的常数值，就用阶跃信号表示，如果是区间内随机产生的，就用对应的模块。这里引用一句话。

常数的拉普拉斯变换是A/s，其中A是常数。这是因为在拉普拉斯变换中，常数被视为阶跃信号，其值为A，其拉普拉斯变换结果为A/s。

7.PID在编程的时候的表示方法，有两种：
位置式PID：
pwm=Kpe(k)+Ki∑e(k)+Kd[e（k）-e(k-1)]
e(k)代表本次偏差
e(k-1)代表上一次的偏差
∑e(k)代表e(k)以及之前的偏差的累积和;其中k为1,2,k;
pwm代表输出

增量式离散PID公式：
pwm+=Kp[e（k）-e(k-1)]+Ki*e(k)+Kd[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]
e(k)代表本次偏差
e(k-1)代表上一次的偏差以此类推
pwm代表增量输出

PID tuner使用

1.搭建好一个控制框图
在这里插入图片描述
2。确定好PID控制器的输入以及被控对象的输出，主要确定数据流对应的线条

3.打开控制系统整定
在这里插入图片描述
4.找到new step 因为我们接下来输入的信号是阶跃信号，如果不是，就更换别的信号图

5.然后选择刚才选定的输入信号对应的线条，输出信号对应的线条，然后plot，得到默认的调整输出曲线

6.找到跟踪阶跃信号
在这里插入图片描述
7.配置期望输出响应曲线的参数

8、选择需要整定的模块

9.根据配置运行整定，PID模块中的参数

10.将整定得到的参数更新到simulink中对应的模块中

11.自整定完了，根据感受，除非很清晰的知道输出是什么样的，否则得到的参数还是需要手动调整。