参数转变时的GPC参数转变时的PID到场阶跃信号(扰动)后两种掌握模型的输出波形如5、6所示,能够得出当系统的扰动展现转变时,GPC掌握系统的输出转变不大,GPC掌握系统的鲁棒性好。则申明由PID掌握的系统不乱性对照差,而且系统不乱前的波动对照多,波动幅度对照大,达到不乱时所破费的时候对照长。而GPC系统不乱性对照强,不乱前的波动较少,达到不乱时所破费的时候对照短,能够看出由GPC系统掌握的鲁棒性比PID系统掌握的要好。
设原来的W02(s)=1.125(1+25s)3℃/mA,因为惯性是掌握系统中的一个重要参数,所以需要对惯性转变时系统的响应做出分析,假设惯性由25变为35,即W02'=1.125(1+25s)3。
对象增益也是掌握系统中的一个重要参数,仍以原来的W02(s)为参照,研究当W'02=1.875(1+25s)3时系统的转变情况。分别将相应模块中的参数数值改变后再运行仿真。工业临盆中,扰动是弗成避免的,所以,系统的鲁棒性也是判断一个掌握系统好坏的重要依据。为了对照GPC与PID的鲁棒性,能够在输入端各加阶跃信号,来模拟扰动的突变。
由GPC掌握的系统可用CARIMA模型[1,4]来描述:A(z-1)y(t)=B(z-1)u(t-1)+C(z-1)ω(t)/Δ(2)该式中:y(t)为过程的输出;u(t)为过程的输入;ω(t)是互不相关的随机信号;A(z-1)、B(z-1)、C(z-1)分别为z-1的多项式;Δ=1-z-1是差分算子。
从中可知对象的增益与惯性发生转变时,PID的输出曲线与系统响应曲线都发生了很大的波动,不乱时候延长,波动幅度增大。而以GPC为主控器的系统在增益与惯性发生转变时,波动较小,不乱较快。申明当参数转变时,GPC的掌握效果要比PID掌握的好。
采用此CARIMA模型可描述一类非平稳扰动和消除系统的稳态误差,并能够自然地把积分作用纳入掌握律中,从而消除阶跃负载扰动引起的稳态偏差。PID与GPC两种掌握方案的matlab仿真分别改变GPC与PID的掌握参数以及到场扰动,利用matlab中的simulink来分别对两种掌握方案进行仿真。
PID与GPC两种掌握方案的仿真效果对照当对象惯性增大时,对PID与GPC掌握系统分别运行仿真后获得两组分歧的波形,如3与4中2号曲线所示。能够看出PID掌握系统的输出曲线与响应曲线均有较大的波动;而GPC掌握系统的输出曲线与响应曲线与原来相近。当对象增益增大时,两种掌握方案输出的波形如3与4中3号曲线所示。能够看出,PID掌握系统的输出曲线与响应曲线上下振幅波动较大,转变猛烈,很不不乱;而GPC掌握系统的输出曲线与响应曲线几乎没有波动,不乱较快。