參數(shù)轉(zhuǎn)變時的GPC參數(shù)轉(zhuǎn)變時的PID到場階躍信號(擾動)后兩種掌握模型的輸出波形如5、6所示,能夠得出當(dāng)系統(tǒng)的擾動展現(xiàn)轉(zhuǎn)變時,GPC掌握系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)變不大,GPC掌握系統(tǒng)的魯棒性好。則申明由PID掌握的系統(tǒng)不亂性對照差,而且系統(tǒng)不亂前的波動對照多,波動幅度對照大,達(dá)到不亂時所破費的時候?qū)φ臻L。而GPC系統(tǒng)不亂性對照強(qiáng),不亂前的波動較少,達(dá)到不亂時所破費的時候?qū)φ斩蹋軌蚩闯鲇蒅PC系統(tǒng)掌握的魯棒性比PID系統(tǒng)掌握的要好。
設(shè)原來的W02(s)=1.125(1+25s)3℃/mA,因為慣性是掌握系統(tǒng)中的一個重要參數(shù),所以需要對慣性轉(zhuǎn)變時系統(tǒng)的響應(yīng)做出分析,假設(shè)慣性由25變?yōu)?5,即W02'=1.125(1+25s)3。
對象增益也是掌握系統(tǒng)中的一個重要參數(shù),仍以原來的W02(s)為參照,研究當(dāng)W'02=1.875(1+25s)3時系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變情況。分別將相應(yīng)模塊中的參數(shù)數(shù)值改變后再運行仿真。工業(yè)臨盆中,擾動是弗成避免的,所以,系統(tǒng)的魯棒性也是判斷一個掌握系統(tǒng)好壞的重要依據(jù)。為了對照GPC與PID的魯棒性,能夠在輸入端各加階躍信號,來模擬擾動的突變。
由GPC掌握的系統(tǒng)可用CARIMA模型[1,4]來描述:A(z-1)y(t)=B(z-1)u(t-1)+C(z-1)ω(t)/Δ(2)該式中:y(t)為過程的輸出;u(t)為過程的輸入;ω(t)是互不相關(guān)的隨機(jī)信號;A(z-1)、B(z-1)、C(z-1)分別為z-1的多項式;Δ=1-z-1是差分算子。
從中可知對象的增益與慣性發(fā)生轉(zhuǎn)變時,PID的輸出曲線與系統(tǒng)響應(yīng)曲線都發(fā)生了很大的波動,不亂時候延長,波動幅度增大。而以GPC為主控器的系統(tǒng)在增益與慣性發(fā)生轉(zhuǎn)變時,波動較小,不亂較快。申明當(dāng)參數(shù)轉(zhuǎn)變時,GPC的掌握效果要比PID掌握的好。
采用此CARIMA模型可描述一類非平穩(wěn)擾動和消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差,并能夠自然地把積分作用納入掌握律中,從而消除階躍負(fù)載擾動引起的穩(wěn)態(tài)偏差。PID與GPC兩種掌握方案的matlab仿真分別改變GPC與PID的掌握參數(shù)以及到場擾動,利用matlab中的simulink來分別對兩種掌握方案進(jìn)行仿真。
PID與GPC兩種掌握方案的仿真效果對照當(dāng)對象慣性增大時,對PID與GPC掌握系統(tǒng)分別運行仿真后獲得兩組分歧的波形,如3與4中2號曲線所示。能夠看出PID掌握系統(tǒng)的輸出曲線與響應(yīng)曲線均有較大的波動;而GPC掌握系統(tǒng)的輸出曲線與響應(yīng)曲線與原來相近。當(dāng)對象增益增大時,兩種掌握方案輸出的波形如3與4中3號曲線所示。能夠看出,PID掌握系統(tǒng)的輸出曲線與響應(yīng)曲線上下振幅波動較大,轉(zhuǎn)變猛烈,很不不亂;而GPC掌握系統(tǒng)的輸出曲線與響應(yīng)曲線幾乎沒有波動,不亂較快。