计算机控制技术实验报告doc

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1、实验三数字PID控制器的设计一.实验目的1.研究PID控制器的参数对系统稳定性和过渡过程的影响2.研究采样周期T对系统特性的影响3.在matlab中对系统进行仿真二.实验原理三.实验步骤1.在matlab中新建文档，原系统的开环传递函数：绘制如图1的原系统框图图1原系统结构图2.给入阶跃信号，开始仿真，双击示波器观察仿真结果，绘制阶跃响应曲线，记录调节时间和超调量3.如图2为PID控制器图2PID控制器得到如图3的模型图图3加入控制器后的系统.放大环节中的kp（ki、kd）为自己选择的某一个实数，如设置初始值kp=4（

2、ki=0、kd=0）不是直接输入字母kp（ki、kd）4.修改kp（ki、kd），按照如下步骤观察不同参数值下系统阶跃响应曲线的变化，当系统具有较理想的阶跃响应时，绘制阶跃响应曲线，并记录各参数值和时域性能指标a.Ki=0、Kd=0时，改变Kp的值；b.固定Kp，Kd=0，改变Ki的值；c.固定Kp、Ki的值，改变Kd的值；5.保持参数值不变，修改采样时间，观察系统阶跃响应曲线的变化，并记录四：实验结果与分析：1.在matlab中新建文档，原系统的开环传递函数：在Simulink中建议系统的模型图：给入阶跃信号，开始仿

3、真，双击示波器观察仿真结果，绘制阶跃响应曲线，记录调节时间和超调量：下面是在Simulink中建立的模型，及示波器中的阶跃响应的曲线。系统在Simulink中的模型图：示波器中的阶跃响应曲线图：从上面的图形中可以得到该系统的调节的时间%δ=0；调节时间为2s。PID的控制器如图所示：下面是在Simulink中得到系统的模型图：设Kp=1,Ki=0,Kd=0时的波形（采样的时间为-1s）：从上面可以看出系统的调节的时间为6秒，超调量为1%左右。设Kp=0.5,Ki=0,Kd=0时的波形：从上面可以看出系统的超调量为4%，

4、调节的时间为5.7秒设Kp=4Ki=0,Kd=0时的波形：从上面可以看出系统的超调量为45%，调节时间为5.3秒。从上面的三幅图可以看出系统的调节时间随着Kp的增大而减小，超调量随着Kp的增大而增大。设Kp=0,Ki=1,Kd=0时的波形设Kp=0,Ki=0.5,Kd=0时的波形设Kp=0,Ki=4,Kd=0时的波形设Kp=0,Ki=0,Kd=1时的波形:设Kp=0,Ki=0,Kd=0.5时的波形:设Kp=0,Ki=0,Kd=4时的波形:从上面的仿真的图形我们可以看出只有在改变Kp时系统的响应才有改变。改变Ki和Kd系

5、统的响应没有什么改变。设Kp=2,Ki=0;Kd=0改变采样时间的波形：采样时间为0时：采样时间为0.5时：采样时间为2时：从上面的波形可以看出系统随着采样时间的增大，系统的震动逐渐变得非常的剧烈。