实验四pid控制系统的simulink

《实验四pid控制系统的simulink》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、上机实验报告学院：机电工程学院班级：13级电信一班实验四PID控制系统的Simulink仿真分析一、实验目的和任务1.掌握HD控制规律及控制器实现。2.掌握用Simulink建立PTD控制器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，控制器中最常用的控制规律是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。P1D控制规律写成传递函数的形式为aG（5）=—=K（-\-Tds）—K-+Kds（7⑴pTtsdpsdK式中，为比例系数；久为积分系数；为微分系数；7；=2为积分吋间常Ki数•’7；=&为微分时间常数；

2、Kp简争来说，PID控制各校正环节的作用如下：（1）比例环节：成比例地反映控制系统的偏差信号，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：主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分吋间常数7；,7；越大，积分作用越弱，反之则越强。（3）微分环节：反映偏差信号的变化趋势（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的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节吋间。三、实验使用仪器设备计算机、MATLAB软件四、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

3、控制器：（1）新建Simulink模型窗口（选择“File/New/Model”），在SimulinkLibraryBrowser巾将需要的模块拖动到新建的窗U巾，根据PID控制器的传递函数构建出如下模型：各模块如下：MathOperations模块库中的Gain模块，它是增益。拖到模型窗口中后，双击模块，在弹出的对话框中将‘Gain’分别改为‘Kp’、‘Ki’、‘Kd’，表示这三个增益系数。Continuous模块俾中的Integrator模块，它是和分模块；Derivative模块，它是微分模块。MathOperations模块库中的Add模块，它是加法模块

4、，默认是两个输入相加，双击该模块，将‘ListofSigns’框中的两个加号（++）后输入一个加号（+），这样就改为Y三个加号，用来表示三个信号的叠加。Ports&Subsystems模块犀中的Ini模块（输入端口模块）和Outl模块（输出端口模块）。（2）将上述结构图封装成HD控制器。①创建子系统。选屮上述结构图后再选择模型窗口菜单“Edit/CreatSubsystem”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，包括设置封装文木、对话框、图标等。木次试验主要需进行以

5、下几项设置：Icon（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，如卜*右图示:念Maskeditor:Subsystem□IconParameters

6、Initialization

7、Documentation

8、2d2dJjkpkpedit0kikiedit▼Rkdkdedit▼17RDialogparametersPromptVariableTypeEvaluateTunableOptionsforselectedparameterPopups(o

9、neperline):Indialog:P/ShowparaiEnableparDialogcallback:UnmaskOK

10、G^ncelHelpWy

11、至此，PTD控制器便构建完成，它吋以像Simulink自带的那些模块一•样，进行拖拉，或用于创建其它系统。3、搭建一单冋路系统结构框图如下图所示:3zhangling2FileEditViewSimulationFormatToolsHelp其黾®

12、2

13、■

14、l0.0

15、Ho?malZ恩崮囹参圈tiReady100%ode45所需模块及设置:Sources模块库中Step模块;Sinks模块库中的Scope模块;C

16、ommonlyUsedBlocks模块犀中的Mux模块；Continuous模块鹿中的Zero-Pole模块。Step模块和Zero-Pole模块设置如下：StepOutputastep.ParametersSteptiae:FInitialvalue:RFinalvalue:F"Sanpletizne:RInterpretvectorparametersas1*DEnablezerocrossingdetectionCancelHelpIOKI9BlockParameters:Zero-PoleZero-PoleMatrixexpressionforzeros

17、.Vectorexpre