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实验一：专家PID 仿真实验 一、目的和要求 1、熟悉MATLAB的一些基本操作； 2、掌握专家PID控制的基本原理； 3、能够利用MATLAB实现编写简单的 PID控制程序； 4 、能够对传统PID控制仿真图和专家 PID控制仿真图分析控制效果。 二、实验内容 给定一系统的传递函数为 523500 G(s) 3 2 s  87.35s  10470s （1）利用MATLAB 编写传统PID 控 制程序对该系统进行仿真，并画出控制阶 跃响应曲线和误差响应曲线。 （2 ）利用MATLAB 编写专家PID 控 制程序对该系统进行仿真，并画出控制阶 跃响应曲线和误差响应曲线。 二、实验步骤 1 利用传统PID 控制: 设采样时间为 1ms，对其进行离散化；取PID 初始值： kp=0.6; ki=0.03; kd=0.01 ；针对离散系统的阶跃信号设计离散 PID 控制器;并画出传统PID 控制阶跃响应曲线图和误差响应 曲线。 2 、专家PID 控制： 专家控制的实质是基于受控对象和控制规律的各种知 识，并以智能的方式利用这些知识来设计控制器。利用专家 经验来设计PID 参数便构成了专家PID 控制。 （1）首先通过传递函数离散取样，采样时间间隔为1ms。 （2 ）然后取PID初始值：kp=0.6; ki=0.03; kd=0.01; （3 ）二阶系统阶跃过程分析如下，取阶跃信号rin(k) 1： 令 e(k)表示离散化的当前采样时刻的误差值，e(k-1)、 e(k-2) 、分别表示前一个和前两个采样时刻的误差值，则有 e(k) e(k) e(k 1) e(k 1) e(k 1) e(k 2) 根据误差及其变化，可设计专家 PID 控制器，该控制器可分 为5 种情况设计： Ⅰ：e(k) M 1 时，实施开环控制。 Ⅱ：当e(k)e(k)  0且e(k) M 2 时由控制器实施较强控制作用， 其输出可以为      u(k) u(k 1) k k e(k) e(k 1) k e(k) k e(k) 2e(k 1) e(k 2) 1 p i d 当e(k)e(k)  0且e(k) M 2 时控制器实施一般的控制作用， 其输出为     u(k) u(k 1) k e(k) e(k 1) k e(k) k e(k) 2e(k 1) e(k 2) p i d Ⅲ：当e(k)e(k)  0,e(k)e(k 1)  0或e(k) 0 时，控制器输出不变。 Ⅳ：当e(k)e(k)  0,e(k)e(k 1)  0且e(k) M 2 时，实施较强控制 作用， u(k) u(k 1) k k e (k) 1 p m 当e(k)e(k)  0,e(k)e(k 1)  0且e(k) M 2 时，实施较小 控制作用， u(k) u(k 1) k k e (k)