计算机控制课堂大作业

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1、10宿迁学院机电工程系《计算机控制》课程大作业（2013—2014学年度第2学期）得分题目名称PID控制器实验专业　自动化班级11自动化（2）姓名陆超学号20110710223起止日期6/13——6/19授课教师仲伟松10目录一、摘要--------------------------------------------------------------------2二、实验一-----------------------------------------------------------------3三、实验二-------------

2、----------------------------------------------------6四、总结--------------------------------------------------------------------10五、参考文献--------------------------------------------------------------111010摘要计算机控制技术是一门以电子技术、电气控制技术、计算机应用技术为基础，以计算机控制技术为核心，综合可编程控制技术、单片机技术、计算机网络技术，从而

3、实现生产技术的精密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化及机电控制系统的最佳化的专门学科。计算机控制系统是在自动控制技术和计算机技术发展的基础上产生的。若将自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了典型的计算机控制系统。它用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控对象相联系，以获得一定控制目的而构成的系统。其中辅助部件主要指输入输出接口、检测装置和执行装置等。它与被控对象的联系和部件间的联系通常有两种方式：有线方式、无线方式。控制目的可以是使被控对象的状态或运动过程达到某种要求，也可以是达到某种最优化目标。1010实验一、增量式PID控

4、制算法及仿真当执行机构需要的是控制量的增量（例如驱动步进电机）时，应采用增量式PID控制，根据递推原理可得增量式PID控制算法为设被控对象，采用增量式控制算法，PID控制参数。仿真程序：%IncrementPIDControllerclearall;closeall;ts=0.001;sys=tf(200,[1,50,0]);dsys=c2d(sys,ts,'z');[num,den]=tfdata(dsys,'v');u_1=0.0;u_2=0.0;u_3=0.0;y_1=0;y_2=0;y_3=0;x=[0,0,0]';error_1=0;

5、error_2=0;fork=1:1:1000time(k)=k*ts;rin(k)=1.0;kp=8;ki=0.10;kd=10;du(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3);1010u(k)=u_1+du(k);ifu(k)>=10u(k)=10;endifu(k)<=-10u(k)=-10;endyout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2+num(2)*u_1+num(3)*u_2;error=rin(k)-yout(k);u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k);y_3=y_2;y_2=y_1;y

6、_1=yout(k);x(1)=error-error_1;%CalculatingPx(2)=error-2*error_1+error_2;%CalculatingDx(3)=error;%CalculatingIerror_2=error_1;error_1=error;endplot(time,rin,'b',time,yout,'r');xlabel('time(s)');ylabel('rin,yout');1010由于控制算法中不需要累加，控制增量Δu(k)仅与最近k次的采样有关，所以误动作影响小，而且较容易通过加权处理获得比较好

7、的控制效果。1010实验二、带死区的PID控制算法某些系统为了避免控制作用过于频繁，消除由于频繁动作所引起的振荡，可采用带死区的PID控制算法，控制算法为：，式中e(k)为位置跟踪偏差，B为可调的死区参数，具体可根据实际控制对象由试验确定。若B太小，会使控制动作过于频繁，达不到稳定被控对象的目的；若B太大，则系统将产生较大的滞后。设被控对象为，采样周期为1ms，对象输出上有一个幅值为0.5的正态分布的随机干扰信号。采用积分分离式PID控制算法进行阶跃响应，取=0.2，死区参数B=0.1，采用低通滤波器对对象输出信号进行滤波，滤波器为。仿真程序：

8、M=1时，采用一般积分分离式PID控制算法，M=2时采用带死区的积分分离式PID控制算法。%PIDControlerwithdeadzoneclear