过程控制系统的matlab实验

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1、过程控制系统的MATLAB实验————用MATLAB中的simulink模块构建控制系统1、建立系统数学模型给系统加入一个输入（单位阶跃）扰动，测量其输出变化曲线。按照反应曲线法（书中77页、33页）确定对应于输出曲线的传递函数。Ko=5/1=5tao=3y=5*.0632=3.16对应横坐标T+tao=8.461To=5.461Go(s)=5e-3s/5.461s+11、建立一个简单控制系统，测量控制系统的过渡过程及品质指标学会使用simulink模块，根据要求能够建立仿真系统并进行系统仿真。FCF

2、T图1.流量控制系统设一流量控制系统如图所示，对象的传递函数为：。采用PID控制器。①、试建立simulik仿真系统进行仿真；（画出控制系统框图）①、采用P控制器、比例作用（proportional）为10;C=0.96第一峰值=1.446第二峰值=1.089B=1.446-0.96=B`=1.089-0.96衰减比n=B/B`超调亮σ=B/C余差e=r-C=1-0.96过渡过程时间Ts=4.6s②、采用PI控制器、比例作用（proportional）为10,积分作用（integral）为5;C=1第

3、一峰值=1.527第二峰值=1.172B=1.527-1=0.527B`=1.172-1=0.172衰减比n=B/B`超调亮σ=B/C余差e=r-C=1-1=0过渡过程时间Ts=1.95s①、采用PID控制器，比例作用（proportional）为10,积分作用（integral）为5和微分作用（derivative）为0.3。C=1第一峰值=1.362第二峰值=1.053B=1.362-1=0.362B`=1.053-1=0.053衰减比n=B/B`超调亮σ=B/C余差e=r-C=1-1=0过渡过程

4、时间Ts=1.35s观察并记录：在②、③和④的情况下的衰减比，超调量，余差，过渡过程时间。①、采用P控制器，改变比例作用（proportional）从0.1到3。观察输出曲线的变化，用根轨迹理论说明为什么？Kp=0.1Kp=0.5Kp=1.3Kp=2Kp=31、采用P、PI和PD控制器验证参数变化对输出的影响设一流量控制系统如图1所示，对象的传递函数为：。1）、采用P控制器，令增益分别为：10；30；60，观察输出变化。①、超调量；②、误差；③、震荡情况。Kp=10C=0.789第一峰值B=0.817

5、超调量=B/C=误差=1-C=震荡情况：ts=0.508Kp=30C=0.918第一峰值B=1.100超调量=B/C=误差=1-C=震荡情况：ts=0.53s,Kp=60C=0.958第一峰值B=1.276超调量=B/C=误差=1-C=震荡情况：ts=0.581s2）、采用I控制器，令积分强度分别为：1；20；30，观察输出变化。①、超调量；②、误差；③、震荡情况。Ki=1C=1第一峰值B=1.021超调量=B/C=误差=1-C=0震荡情况：ts=5.48sKi=20C=1第一峰值B=1.860超调量

6、=B/C=误差=1-C=震荡情况：ts=42.38sKi=30C=∞第一峰值B=超调量=B/C=误差=1-C=震荡情况：ts=s3)、采用PD控制器，令增益为：200，微分强度分别为：1；5；10，观察输出变化。①、超调量；②、误差；③、震荡情况。Kd=1C=0.987第一峰值B=1.430超调量=B/C=误差=1-C=震荡情况：ts=0.430sKd=5C=0.987第一峰值B=1.127超调量=B/C=误差=1-C=震荡情况：ts=0.2sKd=10C=0.987第一峰值B=超调量=B/C=误差=

7、1-C=震荡情况：不震荡1、验证在不同控制参数下的输出变化观察在不同的P、I和D数值下的输出变化（通过观察，了解在数值增加或减少过程中，系统输出是：震荡或不震荡；误差变大或减小；超调量变大或减小；过渡过程时间变长或缩短等）。以上实验为第一次实验报告内容。下面的实验为第二次实验报告内容。1、PID控制器参数的工程整定理想PID或在MATLAB的simulink模块中的PID控制器参数分别为：或①、比例作用（proportional）强度是：（为比例度）；②、积分作用（integral）强度是：（为积分时

8、间）；③、微分作用（derivative）强度是：（为微分时间）。请用函数作为对象的传递函数建立一个反馈控制系统，采用工程整定法中的临界比例度法和衰减曲线法整定控制器参数，使输出曲线满足4：1的衰减比。要求确定在控制规律为：P、PI、PD和PID时的控制器参数。（参考教材中76页表4-4和77页表4-5）临界比例度法：临界比例度δk=1/K=1/7.7=0.130临界振荡周期Tk=42.18-20.84=21.34sP控制器：比例度δ=2δk=0.260