杭电自动化专业计算机控制系统实验报告

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1、实验一、常规PID控制算法仿真仿真框图如下实验参数：shiyanpid Ts=0.1s，b为班号1～5，x为学号后2位，1～45实验要求：（1）画Simulinnk框图（2）设计或凑试PID三个参数，进行仿真（3）使稳态误差为0，且动态性能较满意仿真框图：实验分析：b=1,x=15。比例系数Kp增大时系统动作灵敏，响应速度加快，过大会使振荡次数增加，系统趋向不稳定，这里取120。积分环节可以消除稳态误差，Ti减小，系统振荡次数增加，这里取Ki为150。微分环节可以改善系统动态性能，减小超调和调节时间，这里取Kd为10。系统在2秒内达到稳态。实验二、积分分离P

2、ID控制算法仿真实验参数：shiyanpidjffl Ts=0.1s，b为班号1～5，x为学号后2位，1～45实验要求：（1）画Simulinnk框图（2）使稳态误差为0，且动态性能较满意（3）尝试不同的积分分离的阈值（比如ε＝0，0.1，0.2，……，0.9，1），观察阶跃响应，并确定最佳的阈值实验框图：翻译后Switch模块的说明：如果2输入满足规则，则1通道通过，否则3输入通过。输入被标号。1输入通过规则是输入2（偏差e)大于或等于阀值。第一三输入为数据输入，第二输入为控制输入。原理：

3、e(k)

4、<=ε,ki起作用

5、e(k)

6、>ε,ki不起作用，由于阶

7、跃输入，(treshhold)ε＝0.1，0.2，……，0.9，1。由于参数原因去kp=50,ki=kd=0时，曲线最好为了体现ε的作用，积分值不取0，改为Ki=10取不同ε后的曲线ε=0.1ε=0.5ε=1分析：ε=0.1时曲线最好，ε过大起不到积分分离的作用，比如ε=1，总会存在积分作用，ε过小可能是控制不能跳出积分分离的区域，从而只存在PD作用，长时间存在静差。实验三、不完全微分PID控制算法仿真1、不完全微分PID控制器的阶跃响应实验参数：Shiyanpidbwqwfstep Ts=0.1s，仿真时间设为10s,5s,3sP=1I=1D=1滤波器参数

8、a=0.1，0.2，……，0.8，1.2，实验框图：框图1：积分输出：微分输出：可见微分只在第一个单位时间有相应，而且较大框图2：a=0.1时a=0.5时：a=1时：分析：引入惯性环节后，对微分环节对阶跃响应有明显的改善作用。可以持续，且幅值下降。2、具有不完全微分PID控制器的系统的阶跃响应Shiyanpidbwqwf Ts=0.1s，饱和限幅u=±2，b为班号1～5，x为学号后2位，1～45参考值：（1）b=1，x=1，P=1，I=0.4，D=0.5，仿真时间设为20s（2）b=1，x=45，P=5，I=0.2，D=0.5，仿真时间设为200s滤波器参数

9、a=0.1，0.2，……，0.8，1.2，实验要求：（1）画Simulinnk框图（2）选择饱和环节参数以及不完全微分之滤波器参数a，使稳态误差为0，且动态性能较满意（3）尝试不同的PID参数以及对应的滤波器参数a，观察阶跃响应，并确定最佳滤波器参数a实验框图：b=1,x=15P=5I=0.4D=0.5没有不完全微分的D通道有不完全微分的D通道：a=0.1时，系统输出：a=0.6时，（此时最好）系统输出：a=0.8时，系统输出：总结：不完全微分将低通滤波器加在微分控制环节上，使阶跃作用下，开始有不太大的微分作用，后按一定规律衰减，在较长时间内都有微分作用，有

10、效克服了标准PID算法的不足。