实验连续系统的PID控制器参数整定PID参数仿真.doc
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实验一：连续系统的PID控制器参数整定
实验要求：
1. 设被控对象为：，其中A为班号，B为学号，C 所在微机号。输入信号为单位阶跃信号，采样周期为0.1。.请按 图1所示应用MATLAB软件环境的SIMULINK模块搭建控制系统；
例如：
图1
2.应用PID控制器进行控制，采用稳定边界法（临界比例度法）进行控制器参数整定，整定步骤如下：
1 在纯比例作用下投入运行。即：PID控制器的比例系数 从小到大取值，积分系数 ，微分系数时，获得临界稳定（等幅振荡）曲线。如图2所示： 图2
2 记录等幅振荡时的临界比例度值和临界振荡周期值。应用表1中的经验公式计算出的值。
表1
3 根据计算出的值，换算出比例系数，积分系数 ，微分系数的值。 换算公式为：
4 将计算值赋给PID控制器运行，观察记录其响应曲线。
3.详细记录实验过程，运算过程以及响应曲线，提取响应曲线的性能指标：超调量和调节时间。
实验二：离散系统的数字PID仿真
实验要求：
1.设被控对象形式为：，采样时间为0.1s，采用Z变换进行离散化，离散化对象为：
2.应用以下程序实现对离散系统的数字PID仿真控制，得到响应曲线。
%PID Controller
clear all;
close all;
ts 0.1;
sys tf 1,[1,25,20,0] ;
dsys c2d sys,ts,z ;
[num,den] tfdata dsys,v ;
u_1 0.0;u_2 0.0;u_3 0.0;
y_1 0.0;y_2 0.0;y_3 0.0;
x [0,0,0];
error_1 0;
for k 1:1:1500
time k k*ts; kp 100;ki 10;kd 100; rin k 1; %Step Signal
u k kp*x 1 +kd*x 2 +ki*x 3 ; %PID Controller
%Restricting the output of controller
if u k 10 u k 10;
end
if u k -10 u k -10;
end
%Linear model
yout k -den 2 *y_1-den 3 *y_2-den 4 *y_3+num 2 *u_1+num 3 *u_2+num 4 *u_3;
error k rin k -yout k ;
%Return of parameters
u_3 u_2;u_2 u_1;u_1 u k ;
y_3 y_2;y_2 y_1;y_1 yout k ;
x 1 error k ; %Calculating P
x 2 error k -error_1 /ts; %Calculating D
x 3 x 3 +error k *ts; %Calculating I
error_1 error k ;
end
figure 1 ;
plot time,rin,k,time,yout,r ;
xlabel time s ,ylabel rin,yout ;
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