实验连续系统的PID控制器参数整定PID参数仿真.doc

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1、实验一：连续系统的PID控制器参数整定实验要求：1.设被控对象为：，其中A为班号，B为学号，C所在微机号。输入信号为单位阶跃信号，采样周期为0.1。.请按图1所示应用MATLAB软件环境的SIMULINK模块搭建控制系统；例如：图12.应用PID控制器进行控制，采用稳定边界法（临界比例度法）进行控制器参数整定，整定步骤如下：(1)在纯比例作用下投入运行。即：PID控制器的比例系数从小到大取值，积分系数，微分系数时，获得临界稳定（等幅振荡）曲线。如图2所示：图2(2)记录等幅振荡时的临界比例度值和

2、临界振荡周期值。应用表1中的经验公式计算出的值。表1(3)根据计算出的值，换算出比例系数，积分系数，微分系数的值。换算公式为：(4)将计算值赋给PID控制器运行，观察记录其响应曲线。3.详细记录实验过程，运算过程以及响应曲线，提取响应曲线的性能指标：超调量和调节时间。实验二：离散系统的数字PID仿真实验要求：1.设被控对象形式为：，采样时间为0.1s，采用Z变换进行离散化，离散化对象为：2.应用以下程序实现对离散系统的数字PID仿真控制，得到响应曲线。%PIDControllerclearall

3、;closeall;ts=0.1;sys=tf(1,[1,25,20,0]);dsys=c2d(sys,ts,'z');[num,den]=tfdata(dsys,'v');u_1=0.0;u_2=0.0;u_3=0.0;y_1=0.0;y_2=0.0;y_3=0.0;x=[0,0,0]';error_1=0;fork=1:1:1500time(k)=k*ts;kp=100;ki=10;kd=100;rin(k)=1;%StepSignalu(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3)

4、;%PIDController%Restrictingtheoutputofcontrollerifu(k)>=10u(k)=10;endifu(k)<=-10u(k)=-10;end%Linearmodelyout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2-den(4)*y_3+num(2)*u_1+num(3)*u_2+num(4)*u_3;error(k)=rin(k)-yout(k);%Returnofparametersu_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k);y_3

5、=y_2;y_2=y_1;y_1=yout(k);x(1)=error(k);%CalculatingPx(2)=(error(k)-error_1)/ts;%CalculatingDx(3)=x(3)+error(k)*ts;%CalculatingIerror_1=error(k);endfigure(1);plot(time,rin,'k',time,yout,'r');xlabel('time(s)'),ylabel('rin,yout');