simulink中的PID模块的使用

首先，找到PID模块，双击打开模块的参数设置，如下：

下面介绍几种常用功能的参数设置。

可以看到Controller：可以选择PI、PD和PID控制等。

Form：有并行（默认）和理想型（串行），其传函如下：

注意：传函中的P、I、D系数就是我们需要整定的三个PID参数。

Time domain：连续时间和离散时间。 当选择离散时间时，需要设置积分器和微分器中的滤波器的离散化方法，有向前欧拉，后向欧拉， 双线性变换法，如下图：

可以看出，积分环节 ( 1 s ) (\frac{1}{s}) (s1​)通过前向欧拉离散化方法变成了 T s 1 z − 1 T_{s}\frac{1}{z-1} Ts​z−11​。

限制PID的输出，还有去饱和积分的方法，如，反算法、钳位法。如图所示：

当然我们也可以自己搭一个PID控制器。

下面搭建一个常用的离散型带输出饱和限制和积分饱和限制的PI控制器。如下：

从这个离散的PI控制模块中，可以看出积分环节是带有限幅输出的，当然还要对这个积分模块的限幅进行设置勾选，如图：

为什么我们需要对积分环节进行单独的限制输出。看个例子：

这个是带有积分饱和限制的PI控制器调节出来的系统响应。

这个是用simulink系统自带的PI控制器调节出来的系统响应，两个PI控制器的参数设置一样。但是带抗饱和积分的PI控制器调节出来的系统响应效果明显更好。

那么什么时候需要加积分环节限制输出呢？当系统在抗扰动时，需要一个大的Ki参数来快速消除稳态误差，而在开始从0到稳态这个过程又会因为ki太大而引起过大超调时，这个时候就需要加积分过饱和限制。