《ID参数整定实验》PPT课件

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1、PID参数整定实验基于SISO设计工具与误差原理的PID控制组员：杨佳婧王珠杨海亮SISODESIGNTOOL用MATLAB启动SISO设计工具。进入SISO设计界面。选择单输入，反馈，单输出控制模块，如下图所示。如下图所示：SISODESIGNTOOL设定控制参数，如下表：S6=kp+ki/s+kd*sSS=SISODESIGNTOOL1.控制器C选用PID控制，给定初始值为kp=0.6ki=0.03kd=0.012.系统采用三阶系统，传递函数为三阶。3.反馈设置为单位负反馈。下图为系统加阶跃，与初始PID控制的系统加阶跃的情况S

2、ISODESIGNTOOL我们要求系统具有良好的跟踪阶跃响应的能力，且系统的稳态误差很小。分析上两图可知，对系统直接加阶跃，不具备跟踪阶跃响应的能力。对初始PID参数控制的系统加阶跃信号，初步具有跟踪阶跃的能力，但是上升时间较长，时间常数较大，且稳态时能看出明显的误差。为了继续改善系统，使其具有良好的跟踪性能，我们接下来进行PID的参数整定工作。PID误差整定流程图设置系统的传函参数系统离散化并设置PID初始参数给阶跃信号并设置控制器的输出采样时间为1ms根据每次结果进行判断，选择误差规则规则12345调节PID的输出，系统输出及误

3、差采样500次Y调节完毕，输出调节后的响应曲线N,继续采样误差原理规则原理1：

4、e(k)

5、>M1时，说明误差的绝对值已经很大。不论误差变化趋势如何，都应考虑控制器输出按最大（或最小）输出，以迅速调整误差。原理2：当e(k)*(e(k2)-e(k1))>0说明误差在朝误差的绝对值增大的方向变化，或误差为某一常值，未发生变化。此时，如果

6、e(k)

7、>=M2,说明误差也较大，也考虑由控制器实施较强的控制作用，以达到扭转绝对值朝减小方向变化。此时

8、e(k)

9、

10、施一般的控制作用，只要扭转误差的变化趋势，使其朝绝对值减小的方向变化即可。误差原理规则原理3：当e(k)Δe(k)<0、e(k)Δe(k-1)>0或者ek)=0时，说明误差的绝对值朝减小的方向变化，或者已经达到了平衡状态。此时，可考虑实施较强的控制作用。原理4：当e(k)Δe(k)<0、e(k)Δe(k-1)>0时，说明误差处于极值状态。如果此时误差的绝对值较大，即

11、e(k)

12、>=M2，可以考虑较强的控制作用。如果此时误差的绝对值较小，即

13、e(k)

14、

15、e(k)

16、<=e时，说明误差的绝对值

17、很小，此时加入积分，减少稳态误差。式中em（k）为误差e的第k个极值；u（k）为第k次控制器的输出；u（k-1）为第k-1次控制器的输出；k1为增益的放大系数，且k1>1；k2为抑制系数，0

18、PID自整定功能。clearall;closeall;ts=0.001;sys=tf(523500,[187.35104700]);dsys=c2d(sys,ts,'z');[num,den]=tfdata(dsys,'v');u_1=0;u_2=0;u_3=0;y_1=0;y_2=0;y_3=0;x=[0,0,0]';x2_1=0;kp=0.6;ki=0.03;kd=0.01;error_1=0;fork=1:1:500time(k)=k*ts;rin(k)=1.0;%给出阶跃信号u(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x

19、(3);ifabs(x(1))>0.8%Rule1u(k)=0.45;elseifabs(x(1))>0.4u(k)=0.40;elseifabs(x(1))>0.2u(k)=0.12;elseifabs(x(1))>0.01u(k)=0.1;endifx(1)*x(2)>0

20、(x(2)==0)%Rule2ifabs(x(1))>=0.05u(k)=u_1+2*kp*x(1);elseu(k)=u_1+0.4*kp*x(1);endendif(x(1)*x(2)<0&x(2)*x2_1>0)

21、(x(1)==0)%Rule3u(k)=

22、u(k);endifx(1)*x(2)<0&x(2)*x2_1<0%Rule4ifabs(x(1))>=0.05u(k)=u_1+2*kp*error_1;elseu(k)=u_1+0.6*kp*error_1;endendifabs