实验二数字PID调节器算法的研究.docVIP

东华理工大学核地学院实验报告 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导老师： 实验日期： 实验成绩： 实验名称：实验二 数字PID调节器算法的研究一、实验目的 1．学习并熟悉常规的数字PID控制算法的原理； 2．学习并熟悉积分分离PID控制算法的原理； 3．掌握具有数字PID调节器控制系统的实验和调节器参数的整定方法。 二、实验设备 1．THKKL-6型 控制理论及计算机控制技术实验箱； 2． PC机1台(含软件“THKKL-6”、“Keil uVision3”及“Easy 51Pro”)； 3．51单片机下载线 4．USB数据线； 三、实验内容 1．利用本实验箱，设计并构成一个用于混合仿真实验的计算机闭环实时控制系统； 2．采用常规的PI和PID调节器，构成计算机闭环系统，并对调节器的参数进行整定，使之具有满意的动态性能； 3．对系统采用积分分离PID控制，并整定调节器的参数。 编写积分分离PID控制算法的程序四、实验原理 在工业过程控制中，应用最广泛的控制器是PID控制器，它是按偏差的比例（P）、积分（I）、微分（D）组合而成的控制规律。而数字PID控制器则是由模拟PID控制规律直接变换所得。 在PID控制规律中，引入积分的目的是为了消除静差，提高控制精度，但系统中引入了积分，往往使之产生过大的超调量，这对某些生产过程是不允许的。因此在工业生产中常用改进的PID算法，如积分分离PID算法，其思想是当被控量与设定值偏差较大时取消积分控制；当控制量接近给定值时才将积分作用投入，以消除静差，提高控制精度。这样，既保持了积分的作用，又减小了超调量。 五、实验步骤 1．实验接线 1.1 按图4-1和图4-2连接一个二阶被控对象闭环控制系统的电路；1.2 用导线将该电路的输入端连接到单片机控制单元的“AO1”输出端，电路的输出端与单片机控制单元的“AI1”和示波器单元的“通道1”输入端相连； 1.3 待检查电路接线无误后，打开电源总开关，并按下锁零按钮使其处于“锁零”状态；2．程序运行 2.1 打开电源开关，启动计算机，运行所有实验软件； 2.2 打开“实验04\位置式PID”的工程文件，阅读并理解程序。然后编译、下载程序； 2.3 弹起锁零按钮使其处于“解锁”状态，用虚拟示波器观察输出端的响应曲线。结束本次实验后按下锁零按钮使其处于“锁零”状态； 2.4 参考步骤2.2、2.3，用同样的方法分别运行增量式PID和积分分离PID实验程序，用虚拟示波器观察输出端的响应曲线； 2.5 实验结束后，退出实验软件，关闭实验箱电源。 六、实验报告要求 1．绘出实验中二阶被控对象在各种不同的PID控制下的响应曲线。 2．编写积分分离PID控制算法的程序。1．绘出实验中二阶被控对象在各种不同的PID控制下的响应曲线。 超调量：5.567 峰值时间：0.29ms 达到稳态的时间：4.462ms 稳态值：2.0 （2）：增量型PID响应曲线： 超调量：7.293 峰值时间：0.235ms 达到稳态的时间：5.563ms 稳态值：2.0 积分分离型PID响应曲线： 超调量：6.514 峰值时间：0.277ms 达到稳态的时间：6.435ms 稳态值：2.0 2．编写积分分离PID控制算法的。#include reg52.h #include math.h #include Ad7366.h #include LTC1446_DA.h #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define ulong unsigned long double pv,sv,ei,K,Ti,Td,q0,q1,q2,mx,pvx,op,ke,tem; uint Ts; uchar t; void delay1s(void) { uchar i,j,k; for(k=100;k0;k--) for(i=20;i0;i--) for(j=248;j0;j--); } void main(void) // 主程序 { LTC1446(0,0); mx=0; pvx=0; ///////////设置参数///////////// Ts=100; //采样周期100ms sv=2; //给定值 K=0.8