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1、2014〜2015学年第2学期«控制系统仿真与CAD》课程报告题目：Gohen-Goon整定公式的PID控制器设计班级：姓名：学号：电气工程学院_2015年5月25曰Cohen-Coon整定公式的PID控制器设计一、PID控制规律PID控制器是将输出与输入偏差的比例(Proportional)、积分(Integral)和微分(Differential)通过线性组合构成控制量，对被控系统实施控制的，原理简单、使用方便、适应性强。PID控制器的传递函数为Gc(s)=Kp[l+l/(TI*s)+TD*s],
2、在公式中，Kp为比例系数，TD为微分时间常数，n为积分时间常数。当Kp#0,TD=0,TI=oo时，称为比例(P)控制器;当Kp关0，TD关0,TI=oo时，称为比例微分(PD)控制器;当Kp矣0,TD=0，TI矣co时，称为比例积分(PI)控制器；当Kp乒0，TD乒0，TI乒…时，称为比例积分微分(PID)控制器。其中PD控制器是超前校正装置，PI控制器是滞后校正装置，PID控制器是滞后-超前校正装置。从PID控制器的传递函数可以看出，PID控制器对误差信号的控制作用由比例(P)、积分(I)和微分(
3、D)3部分叠加而成，比例的作用是立即响应，以减小误差；积分的作用是消除误差，提高系统的无静差度；微分的作用是提高系统的稳定性。二、Cohen-Coon整定公式的PID控制器设计PID参数的Cohen-Coon整定公式控制规律KpTlTDP1/K0*[(tO/TO厂(-1)+0.3333]PIl/K0*[0.9*(t0/T0)"(-1)+0.082][T0*3.33*(tO/TO)+0.3*(tO/TO)"2]/[1+2.2*(tO/TO)]PID1/KO*[1.35*(tO/TO)"(-1)+0.27
4、][T0*2.5*(tO/TO)+0.5*(tO/TO)"2]/[1+0.6*(tO/TO)]T0*0.37*(t0/T0)/[l+0.2*(t0/T0)]某单位反馈控制系统的开环传递函数为G0(s)=[10/(370*s+l)]*eA(-185*s)，试设计HD控制器，并进行单位阶跃响应性能分析。解：首先，对未校正系统绘制单位阶跃响应曲线，并进行性能分析。未校正系统的单位阶跃响应曲线绘制程序为gl=tf(185，[370l]);[npdp]=pade(185,2);gp=tf(np,dp);gO=f
5、eedback(g1*gp,1),step(gO)程序执行后，可得未校正系统的单位阶跃响应曲线，如下图所示。从图中可Cohen-Coon整定公式的PID控制器设计一、PID控制规律PID控制器是将输出与输入偏差的比例(Proportional)、积分(Integral)和微分(Differential)通过线性组合构成控制量，对被控系统实施控制的，原理简单、使用方便、适应性强。PID控制器的传递函数为Gc(s)=Kp[l+l/(TI*s)+TD*s],在公式中，Kp为比例系数，TD为微分时间常数，n为
6、积分时间常数。当Kp#0,TD=0,TI=oo时，称为比例(P)控制器;当Kp关0，TD关0,TI=oo时，称为比例微分(PD)控制器;当Kp矣0,TD=0，TI矣co时，称为比例积分(PI)控制器；当Kp乒0，TD乒0，TI乒…时，称为比例积分微分(PID)控制器。其中PD控制器是超前校正装置，PI控制器是滞后校正装置，PID控制器是滞后-超前校正装置。从PID控制器的传递函数可以看出，PID控制器对误差信号的控制作用由比例(P)、积分(I)和微分(D)3部分叠加而成，比例的作用是立即响应，以减小误
7、差；积分的作用是消除误差，提高系统的无静差度；微分的作用是提高系统的稳定性。二、Cohen-Coon整定公式的PID控制器设计PID参数的Cohen-Coon整定公式控制规律KpTlTDP1/K0*[(tO/TO厂(-1)+0.3333]PIl/K0*[0.9*(t0/T0)"(-1)+0.082][T0*3.33*(tO/TO)+0.3*(tO/TO)"2]/[1+2.2*(tO/TO)]PID1/KO*[1.35*(tO/TO)"(-1)+0.27][T0*2.5*(tO/TO)+0.5*(tO/
8、TO)"2]/[1+0.6*(tO/TO)]T0*0.37*(t0/T0)/[l+0.2*(t0/T0)]某单位反馈控制系统的开环传递函数为G0(s)=[10/(370*s+l)]*eA(-185*s)，试设计HD控制器，并进行单位阶跃响应性能分析。解：首先，对未校正系统绘制单位阶跃响应曲线，并进行性能分析。未校正系统的单位阶跃响应曲线绘制程序为gl=tf(185，[370l]);[npdp]=pade(185,2);gp=tf(np,dp);gO=fe
