抗积分饱和的PID控制设计报告.doc

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1、抗积分饱和的PID控制设计报告一、设计任务根据电机对滚珠丝杠的控制作用，写出其传递函数进行参数整定，并设计出对工作台位置极限进行较为精确抗积分饱和的PID控制。二、设计步骤1.根据控制对象的的传递方式图（如下图1）写出其传递函数零阶保持器控制器图1根据选取的电机、传动部件以及执行部件可以确定其控制对象的传递函数为：（1）2.写出抗积分饱和的PID控制的程序入口框图：Ui-1>Umaxxxxxxxxxxxx入口退出否否否是是是是否比例、微分、积分相加给出控制量计算积分ei<0计算比列、微分、积分项Ui-103.根据流程图

2、编写程序如下：clearall;ts=0.01;num1=[52370010];den1=[187.351047020015];sys=tf(num1,den1);dsys=c2d(sys,ts,'z');[num,den]=tfdata(dsys,'v');u_1=0.0;u_2=0.0;u_3=0.0;u_4=0;y_1=0;y_2=0;y_3=0;y_4=0;x=[0,0,0]';error_1=0;um=14;kp=1;ki=1.5;kd=0.1;rin=1120;fork=1:1:500time(k)=k*ts;u(k)=k

3、p*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3);ifu(k)>=umu(k)=um;endifu(k)<=-umu(k)=-um;endyout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2-den(4)*y_3-den(5)*y_4+num(2)*u_1+num(3)*u_2+num(4)*u_3+num(5)*u_4;error(k)=rin-yout(k);m=2;if(m==1)ifu(k)>=umiferror(k)>0alpha=0;elsealpha=1;endelseifu(k)<=-umiferror(k)>0a

4、lpha=1;elsealpha=0;endelsealpha=1;endelseifm==2alpha=1;endu_4=u_3;u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k);y_4=y_3;y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=yout(k);error_1=error(k);x(1)=error(k);x(2)=(error(k)-error_1)/ts;x(3)=x(3)+alpha*error(k)*ts;xi(k)=x(3);endfigure(1);subplot(311);plot(time,rin,'b',ti

5、me,yout,'r');xlabel('time(s)');ylabel('positiontracking');subplot(312);plot(time,u,'r');xlabel('time(s)');ylabel('controlleroutput');subplot(313);plot(time,xi,'r');xlabel('time(s)');ylabel('integration');4.simulink仿真图抗积分饱和子系统：三、仿真结果抗积分饱和的PID控制红色线代表抗积分饱和控制有超调的绿线代表传统PID控制

6、三、结论分析从上面的图形对照可以得出抗积分饱和的超调量较小，达到稳定时间较短，稳定性较好。