pid控制系统simulink仿真分析研究

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1、个人收集整理仅供参考学习实验报告课程名称：MATLAB语言与控制系统仿真实验项目：PID控制系统地Simulink仿真分析专业班级：学号：姓名：指导教师：日期：机械工程实验教学中心注：1、请实验学生及指导教师实验前做实验仪器设备使用登记；2、请各位学生大致按照以下提纲撰写实验报告，可续页；3、请指导教师按五分制（优、良、中、及格、不及格）给出报告成绩；4、课程结束后，请将该实验报告上交机械工程实验教学中心存档.一、实验目地和任务1．掌握PID控制规律及控制器实现.2．掌握用Simulink建立PID控制器

2、及构建系统模型与仿真方法.二、实验原理和方法在模拟控制系统中，控制器中最常用地控制规律是PID控制.PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差.PID控制规律写成传递函数地形式为b5E2RGbCAP24/24个人收集整理仅供参考学习式中，为比例系数；为积分系数；为微分系数；为积分时间常数；为微分时间常数；简单来说，PID控制各校正环节地作用如下：p1EanqFDPw（1）比例环节：成比例地反映控制系统地偏差信号，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差.（2）积分环节：主要

3、用于消除静差，提高系统地无差度.积分作用地强弱取决于积分时间常数，越大，积分作用越弱，反之则越强.DXDiTa9E3d（3）微分环节：反映偏差信号地变化趋势（变化速率），并能在偏差信号变得太大之前，在系统中引入一个有效地早期修正信号，从而加快系统地动作速度，减少调节时间.RTCrpUDGiT二、实验使用仪器设备（名称、型号、技术参数等）计算机、MATLAB软件三、实验内容(步骤）1、在MATLAB命令窗口中输入“simulink”进入仿真界面.2、构建PID控制器：（1）新建Simulink模型窗口（选择

4、“File/New/Model”）,在SimulinkLibraryBrowser中将需要地模块拖动到新建地窗口中，根据PID控制器地传递函数构建出如下模型：5PCzVD7HxA各模块如下：MathOperations模块库中地Gain模块，它是增益.拖到模型窗口中后，双击模块，在弹出地对话框中将‘Gain’分别改为‘Kp’、‘Ki’、‘Kd’，表示这三个增益系数.jLBHrnAILg24/24个人收集整理仅供参考学习Continuous模块库中地Integrator模块，它是积分模块；Derivativ

5、e模块，它是微分模块.xHAQX74J0XMathOperations模块库中地Add模块，它是加法模块，默认是两个输入相加，双击该模块，将‘ListofSigns’框中地两个加号（++）后输入一个加号（+），这样就改为了三个加号，用来表示三个信号地叠加.LDAYtRyKfEPorts&Subsystems模块库中地In1模块（输入端口模块）和Out1模块（输出端口模块）.Zzz6ZB2Ltk（2）将上述结构图封装成PID控制器.①创建子系统.选中上述结构图后再选择模型窗口菜单“Edit/CreatSub

6、system”②封装.选中上述子系统模块，再选择模型窗口菜单“Edit/MaskSubsystem”③根据需要，在封装编辑器对话框中进行一些封装设置，包括设置封装文本、对话框、图标等.本次试验主要需进行以下几项设置：dvzfvkwMI1Icon（图标）项：“Drawingcommands”编辑框中输入“disp(‘PID’)”，如下左图示：Parameters(参数)项：创建Kp,Ki,Kd三个参数，如下右图示：24/24个人收集整理仅供参考学习至此，PID控制器便构建完成，它可以像Simulink自带地

7、那些模块一样，进行拖拉，或用于创建其它系统.rqyn14ZNXI3、搭建一单回路系统结构框图如下图所示：24/24个人收集整理仅供参考学习所需模块及设置：Sources模块库中Step模块；Sinks模块库中地Scope模块；CommonlyUsedBlocks模块库中地Mux模块；Continuous模块库中地Zero-Pole模块.Step模块和Zero-Pole模块设置如下：EmxvxOtOco24/24个人收集整理仅供参考学习4、构建好一个系统模型后，就可以运行，观察仿真结果.运行一个仿真地完整过

8、程分成三个步骤：设置仿真参数、启动仿真和仿真结果分析.选择菜单“Simulation/ConfiurationParameters”，可设置仿真时间与算法等参数，如下图示：其中默认算法是ode45（四/五阶龙格-库塔法），适用于大多数连续或离散系统.SixE2yXPq55、双击PID模块，在弹出地对话框中可设置PID控制器地参数Kp,Ki,Kd：24/24个人收集整理仅供参考学习设置好参数后，单击“Simulation/Sta