运动控制系统仿真---实验讲义

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1、《运动控制系统仿真》实验讲义谢仕宏xiesh@sust.edu.cn实验一、闭环控制系统及直流双闭环调速系统仿真一、实验学时：6学时二、实验内容：1.己知控制系统框图如图所示:图中，被控对象g(s)=nAA10、F150"，Gc(s)为PID控制器，试整定PID控制器300s+1参数，并建立控制系统Siimilink仿真模型。再对PID控制子系统进行封装，要求可通过封装后子系统的参数设置页面对Kp、Ti、Td进行设置。1.已知直流电机双闭环调速系统框图如图1-2所示。试设计电流调节器ACR和转速调节器ASR并进行Simulin

2、k建模仿真。0.01S+1图1-2直流双闭环调速系统框图三、实验过程：1、建模过程如下：(1)PID控制器参数整顿根据PID参数的工程整定方法(Z-N法)，如下表所示，Kp=1^=0.24,71=2r=300,KtTd=0.5r=75o表1-1Z-N法整定PID参数控制器类型由阶跃响应整定由频域响应整定KpTiTdKpTiTdpT~Kt无无O.5Ke无无PI0.97Kt3t无0馬0.87；无PID1.27Kt2t0.5r0.6/Cc0.57；0.127；.(2)simulink仿真模型建立建立simulink仿真模型如下图1-

3、3所示，并进行参数设置：StepAGainGainlIntegrator1LJy.10-kls300s+1ScopeDelayGain2Derivative图1-3PID控制系统Simulink仿真模型图1-3中，step模块“阶跃时间”改为0,TransportDelay模块的“时间延迟”设置为150,仿真时间改为1000s，如下图1-4所示:勤

4、FunctionBlockParameters:TransportDelay9SourceBlockParameters:StepTransportDelayApplyspecif

5、ieddelaytothesignal.Bestaccuracyisachievedwhenthedelayislargerthanthesimulationstepsize.ParametersInitialoutput:Finalvalue:Initialbuffersize:Sampletime:0VInterpretvectorparaaetersas1-DVEnablezero-crossingdetection1024)UsefixedbuffersizeDirectfeedthroughofinputduring

6、linearizationPadeorder(forlinearization):0OKCancelHelpOKCancelHelpApply图1-3PID控制参数设賈运行仿真，得如下结果:1PID*ViewSimulationFormatToolsl昼e扣吟兮r?.：□：i►，勇时间ormal三］

7、S遲0篸彩Gain2Derivative图1-5PID控制运行结果(3)PID子系统的创建首先将参数Gain、Gain1,Gain三个模块的参数进行设置，如下图所示:然后建立PID控制器子系统，如下图1-7所示:图1-7PID子系

8、统再对PID子系统进行封装，选中“Subsystem”后，单出藏标右键，选择“Masksubsystem”，弹出封装编辑器，并进行相应参数设置，如下图1-8、1-9所示，沙MaskEditor:SubsystemIcon&PortsParametersInitializationDocumentationIconDrawingcommandsVisible▼IconTransparencyOpaque▼IconUnitsAutoscale▼IconRotationFixed▼PortRotationDefault▼Option

9、sBlockFramedispCPIDController’)ExamplesofdrawingcommandsCommandport-label(labelspecificports)Syntaxportjabelfoutpuf,1,"xy1)Unmask[OKj[Cancel[Helpj[Applyj绝MaskEditor:SubsystemIcon&Ports图1-8PID子系统封装文本显示M回ParametersInitializationDocumentationDialogparameters1PID.KpKp2P

10、ID.TiTi3PIDTd一Td...PromptVariableTypeeditediteditEval…Tun...閉IsTa...OptionsforselectedparameterType-specificoptioiGenericoptionsIndialog:<