龙源期刊?/p>
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PID
控制器与状态反馈控制器
MATLAB
?/p>
学实例设?/p>
作者:张栋
来源:《教育教学论坛?/p>
2015
年第
04
?/p>
摘要:为解决控制理论授课过程?/p>
PID
控制器与状态反馈控制器设计的区别与联系,本?/p>
设计了一?/p>
MATLAB/SIMULINK
仿真教学实例,便于学生深入理解与掌握教学过程中的基本
理论与方法?/p>
关键词:
PID
控制器;状态反馈;观测器;参数整定
中图分类号:
G642.1
文献标志码:
A
文章编号?/p>
1674-9324
?/p>
2015
?/p>
04-0165-02
一、引言
PID
控制器设计与状态反馈控制器两类控制?/p>
[1
?/p>
2]
相同之处为二者均属于反馈控制,因
此在实际使用中,都需考虑闭环系统的稳定性;两类控制器最主要的相异之处为二者闭环系?/p>
极点的配置灵活性不同:
PID
控制器属于输出反馈,只能将闭环极点配置到闭环系统的根轨迹
上;而状态反馈控制器在被控系统状态完全可控的条件下,可以将闭环极点任意配置?/p>
本文利用
MATLAB
?/p>
SIMULINK
仿真设计了一个实例,对同一个被控对象进?/p>
PID
控制
器设计与基于观测器的状态反馈控制器设计,将教学过程中较深刻的控制器设计理论用最直观
的方式体现出来,利于学生的理解与掌握?/p>
二、仿真实例设?/p>
选取被控对象微分方程数学模型如下?/p>
三种控制器下,单位阶跃响应曲线如?/p>
2
所示?/p>
?/p>
MATLAB
中输入如下代码:
G=tf
?/p>
[2.93*6 23.898*6 48.721*6]
?/p>
[1
?/p>
6
?/p>
41
?/p>
7
?/p>
0]
?/p>
%
计算带有
PID
控制器的控制系统
前向通道传递函数;
rlocfind
?/p>
G
?/p>
%
?/p>
K=1
时,从根轨迹取相应闭环极点;
rlocus
?/p>
G
?/p>
%
绘制闭环系统根轨迹图?/p>