简单控制标准系统pid控制仿真：

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1、简单控制系统PID控制仿真：要求：参考教材207页6-20题，设广义被控对象传递函数为，其中、。（1）试用响应曲线法求PI和PID控制器的参数，并采用matlab仿真，说明上述参数下的单回路控制响应曲线超调量、调整时间、最大动态偏差、衰减比分别是多少。（2）试用临界比例度法整定PI和PID参数，方法：采用matlab仿真，求临界状态下的比例度和振荡周期，然后求取PI和PID参数，并进行仿真，对比该方法下控制器参数超调量、调整时间、最大动态偏差、衰减比与（1）中的响应曲线法之差别。注：（1）和（2）的PID采用理想微分控制算法。（3）在上述的PID参数基础上

2、，整定自己认为最理想的PID参数，并说明整定方法和依据。注：本部分采用实际微分算法实现PID控制，微分部分为，其中，整定参数。（无需PI控制）。请提交完整的仿真实验报告，其中仿真报告撰写格式要求和思考题见下页，实验步骤、记录、结果分析、思考题、心得体会等项请独立完成。9/9过程控制系统设计仿真实验报告实验名称：单回路控制系统PID控制器仿真实验姓名：上海电力学院学号：00000000班级：1111119/9一、实验目的1.熟悉简单控制系统响应曲线法和临界比例度法整定PID参数过程。2.掌握采用Matlab仿真工具进行PID参数整定的方法和过程。3.掌握PI

3、D控制器中不同参数对控制系统性能的影响。二、实验步骤（1）响应曲线法：①根据响应曲线法公式求出PI,PID控制器的参数。②采用MATLAB仿真测出单回路控制系统的各参数值。（2）临界比例度法：①仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数Pm和临界振荡周期Tm。②根据所记录的Pm和Tm，用195页的经验公式计算调节器的整定参。③采用MATLAB仿真测出单回路控制系统的各参数值（3）在上述的PID参数基础上，先令Td=0，再根据仿真曲线用实际微分来整定Td。三、实验记录1)响应曲线法：图1-1（响应曲线法：Simulink

4、建模PI）9/9图1-2（响应曲线法：Simulink仿真PI）图1-3（响应曲线法：Simulink建模PID）图1-4（响应曲线法：Simulink仿真PID）2）临界比例度法：当Ti=∞时，取比例度k=0.475得到等幅振荡，记录此时的Pm=1/k=2.1053,Tm=10.39/9图1-5（临界比例度法：Simulink建模PI）图1-6（临界比例度法：Simulink仿真）图1-7（临界比例度法：Simulink建模PI）9/9图1-8（临界比例度法：Simulink仿真PI）图1-9（临界比例度法：Simulink建模PID）图1-10（临界比

5、例度法：Simulink仿真PID）3)实际微分调节法：图1-11（Simulink建模PID）超调量=49%,调整时间=38，最大动态偏差=0.49，衰减比=8.8:1,9/9图1-12（Simulink仿真PID）四、结果分析（1）响应曲线法：(其中tao=3,T=6,k=8)P(%)Ti(s)Td(s)PI1.1tao*k/T=4.183.3tao=9.9PID0.85tao*k/T=3.232tao=60.5tao=1.5超调量调整时间最大动态偏差衰减比PI18.9%350.189259:1PID33.85%26.50.33851.74:1（2）临

6、界比例度法：P(%)Ti(s)Td(s)PI2.2Pm=4.6320.85Tm=8.755PID1.7Pm=3.5790.5Tm=5.150.125Tm=1.28759/9超调量调整时间最大动态偏差衰减比PI19%24.50.19∞PID36%220.363.1:1（3）用实际微分整定：超调零调整时间最大动态偏差衰减比PID49%380.498.8：1五、思考题1.响应曲线法整定的PI参数和PID参数中比例带、积分时间有何变化，为什么。答：从PI到PID比例带需要减小，积分时间也需要减小。因为微分的作用是改善动态特性即减小超调量，减小积分能消除稳态误差，准

7、确跟踪设定值；减小比例度即比例作用增强可以加快反应速度。2.临界比例度法适用于何种场合的PID参数整定，在什么情况下不适合。答：a:不适用于控制通道时间常数很大的场合，由于控制系统的临界比例度很小，调节阀很易游移于全开或全开位置，即处于位式控制状态，对生产过程不利。b:工艺约束条件严格，不允许生产过程被控参数作较长时间的等幅振荡，这种情况也不能用此法。3.在PID中采用实际微分和理想微分对控制曲线效果有何影响，为什么。实际系统中一般应采用哪种微分控制算法。答：理想微分效果更好。实际系统中一般采用实际微分，因为理想微分难以实现。4.根据自己的学习和领会，归纳

8、实际生产过程中如何整定PID参数，注意些什么。答：9/9工程上，一