%PID Controler Based on Ziegler-Nichols clear all; close all; sys=tf(400,[1,30,200,0]); figure(1); rlocus(sys); [km,pole]=rlocfind(sys) wm=imag(pole(2)); kp=0.6*km kd=kp*pi/(4*wm) ki=kp*wm/pi figure(2); grid on; bode(sys,'r'); sys_pid=tf([kd,kp,ki],[1,0]) sysc=series(sys,sys_pid) hold on; bode(sysc,'b') figure(3); rlocus(sysc);详细注释一下这段代码
时间: 2023-08-29 07:06:04 浏览: 54
当我们需要控制一个系统时,可以使用PID控制器来调整控制信号。这段代码实现了一个基于Ziegler-Nichols方法的PID控制器,用于控制系统的传递函数为 $G(s) = \frac{400}{s^3+30s^2+200s}$。
首先,我们清空MATLAB的工作区和关闭所有打开的图形窗口:
```matlab
clear all;
close all;
```
接着,我们使用 `tf` 函数定义系统的传递函数,并绘制根轨迹图:
```matlab
sys = tf(400,[1,30,200,0]);
figure(1);
rlocus(sys);
```
使用 `rlocfind` 函数,我们找到了根轨迹上一个合适的点,记录其增益并计算出系统的临界角频率:
```matlab
[km, pole] = rlocfind(sys);
wm = imag(pole(2));
```
然后,我们根据Ziegler-Nichols方法,计算出比例系数 $K_p$、积分系数 $K_i$ 和微分系数 $K_d$:
```matlab
kp = 0.6*km;
kd = kp*pi/(4*wm);
ki = kp*wm/pi;
```
接着,我们使用 `bode` 函数绘制系统的幅频特性曲线,并将该曲线绘制为红色,以便与PID控制器的特性曲线进行比较:
```matlab
figure(2);
grid on;
bode(sys,'r');
```
接下来,我们使用 `tf` 函数定义PID控制器的传递函数,并将其与系统传递函数相乘,以得到一个新的闭环系统传递函数:
```matlab
sys_pid = tf([kd,kp,ki],[1,0]);
sysc = series(sys,sys_pid);
```
最后,我们将新的闭环系统传递函数绘制在幅频特性曲线上,以便比较控制器的性能,并绘制新的根轨迹图:
```matlab
hold on;
bode(sysc,'b');
figure(3);
rlocus(sysc);
```
以上就是这段代码的详细解释。