实验：连续系统的PID控制器参数整定PID参数仿真.docVIP

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1 2.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。 %PID Controller clear all; close all; 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; for k=1:1:1500 time(k)=k*ts; kp=100;ki=10;kd=100; rin(k)=1; %Step Signal u(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3); %PID Controller %Restricting the output of controller if u(k)=10 u(k)=10; end if u(k)=-10 u(k)=-10; end %Linear model yout(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); %Return of parameters u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k); y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=yout(k); x(1)=error(k); %Calculating P x(2)=(error(k)-error_1)/ts; %Calculating D x(3)=x(3)+error(k)*ts; %Calculating I error_1=error(k); end figure(1); plot(time,rin,k,time,yout,r); xlabel(time(s)),ylabel(rin,yout);