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介紹了建立系統(tǒng)模型的三種方法甲脏，這一篇介紹如何調(diào)節(jié)pid桦踊，并用MATLAB仿真調(diào)節(jié)pid的目標(biāo)就是使得從模型中得到的增益能夠使物理系統(tǒng)正常工作
調(diào)節(jié)pid的理論分析
pid的一般形式如下圖
經(jīng)過移動(dòng)化簡可以得到
現(xiàn)在我們的問題就簡化成了在哪里放置這兩個(gè)極點(diǎn)待笑，和設(shè)置多大的增益购啄？
在給微分器加上濾波器乏矾，相當(dāng)于系統(tǒng)多了一個(gè)極點(diǎn)，濾波器的相關(guān)內(nèi)容之后介紹
MATLAB仿真
仿真使用的模型還是我們上一篇使用的電機(jī)模型
隨便取一個(gè)之前的模型進(jìn)行pid控制仿真
先初始化電機(jī)模型的變量陵像，再加上pid的必要模型知举，開始仿真
隨便調(diào)了幾下pid參數(shù)，得到下圖的效果
調(diào)節(jié)零點(diǎn)位置和增益的方法
新名詞介紹
根軌跡圖(root?locus)是控制理論及穩(wěn)定性理論中添坊，繪圖分析的方式剿另，可以看到在特定參數(shù)（一般會是反饋系統(tǒng)的環(huán)路增益）變化時(shí)，系統(tǒng)極點(diǎn)的變化贬蛙。
說實(shí)話雨女，這東西以前我聽都沒聽過，在經(jīng)過線上線下查找資料才算知道了這么個(gè)東西速客。
簡單的說，這個(gè)圖可以用來判斷非時(shí)變系統(tǒng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性五鲫，以及計(jì)算系統(tǒng)增益并實(shí)現(xiàn)它的控制器
手畫這個(gè)圖是有許多規(guī)則的溺职，不過我沒有去了解，畢竟我時(shí)間也不多，只知道可以用MATLAB畫
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有兩種方法用于調(diào)節(jié)：Pole?placement?和?Loop?shaping
Pole placement
一個(gè)簡單的開環(huán)系統(tǒng)浪耘，他的根軌跡圖是這樣的
在加入PID后乱灵，會引入新的零點(diǎn)和極點(diǎn)，就會變成這樣
這種調(diào)節(jié)方法就是通過調(diào)節(jié)增益七冲，從而得到希望的系統(tǒng)性能
Loop shaping
這個(gè)方法和上面的類似痛倚，換了種形式的圖
據(jù)論文介紹，這兩種方法的性能都是差不多的澜躺，loop-shaping多了兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)蝉稳，(i)不需要在FRF上擬合LTI模型來設(shè)計(jì)控制器，并且(ii)隨著控制器系數(shù)的平滑變化掘鄙，增益調(diào)度的實(shí)現(xiàn)更加緩慢耘戚。
對于我來說，暫時(shí)只管怎么用操漠，好不好用收津，就沒有深入學(xué)習(xí)了
MATLAB仿真
下圖是我用之前的模型隨意調(diào)的pid的階躍響應(yīng)，可以看出是不符合我們的期望的浊伙，下面我們就使用MATLAB進(jìn)行pid調(diào)節(jié)
我們首先需要做的是打開analysis->control design->control system designer撞秋，然后按照下面三張圖所示，添加需要調(diào)節(jié)的pid模塊嚣鄙，添加需要的信號
在control system designer的菜單欄中點(diǎn)擊tuning methods吻贿，在下拉框中選擇root locus editor，就可以得到下圖
在new plot下選擇new step拗慨，在彈出窗口按下圖配置
最終效果如下
手動(dòng)pid調(diào)節(jié)
手動(dòng)調(diào)節(jié)說實(shí)話我是不太懂廓八，我這里只是隨便亂調(diào)一下表示可以手動(dòng)修整而已
這里使用的是pole placement的方法，loop shaping也是類似的
自整定pid
這里主要還是介紹自整定pid赵抢，畢竟方便剧蹂，不需要懂太多相關(guān)知識
在tuning methods下選擇pid tuning
可以在彈出窗口中選擇pid控制器的類型、性能等等烦却，最后附上調(diào)節(jié)效果圖
最后弄完后要在菜單欄選擇update blocks
結(jié)尾
調(diào)節(jié)好的模型已上傳github的項(xiàng)目庫
缺失的鏈接在留言中
參考資料
Design Compensator Using Automated PID Tuning and Graphical Bode Design
Designing PID Controllers with PID Tuner
