计算机控制技术上机实验2016.ppt

计算机控制技术 上机实验 实验 一 PID控制器参数对控制性能的影响 实验目的 了解PID控制器的参数 Kp，Ti，Td对控制性能的影响 2. 实验内容 如图所示的单位反馈闭环系统，被控对象的传递函数为 ，求PID控制器的参数Kp，Ti，Td改变时的系统的输出响应C(s)曲线 实验 一 PID控制器参数对控制性能的影响 3.实验步骤 （1）对系统采用纯比例控制，比例系数分别为Kp=0.1， 2.0，2.4， 3.0， 3.5，绘制各比例系数下系统的单位阶跃响应曲线 （2）对系统采用比例微分控制，比例系数Kp=2.0，微分系数分别取为τ=0，0.3，0.7，1.5，3，试求各微分系数下系统的单位阶跃相应，并绘制响应曲线 （3）对系统采用比例积分控制，比例系数Kp=2，积分时间常数分别取Ti=3，6，14，21，28，试求各积分时间常数下系统的单位阶跃相应，并绘制响应曲线 实验二 PID控制器参数的扩充响应曲线法整定方法 实验目的 熟悉PID参数的扩充响应曲线法整定方法的原理和步骤。 2. 实验内容 对图示的系统，被控系统的传递函数为 试用扩充响应曲线法整定方法整定PID控制器的参数 实验二 PID控制器参数的扩充响应曲线法整定方法 3. 实验步骤 （1）建立系统的Simulink模型 （2）把系统中的反馈连线、微分器的输出连线、积分器的输出连线都端口，“Kp”的值置为1，仿真运行，观察系统输出曲线。 （3）根据系统的输出曲线求系统的延迟时间τ，和时间常数T， （4）查表（教材142页表5-2），整定PID的参数，观察控制器分别采用PI、PID控制器时系统的输出曲线。（每班的1-8号控制度选1.05， 9-16号控制度选1.2， 17-24号控制度选1.5， 24号以后控制度选2.0， 实验三 PID控制器参数的临界比例度整定方法 实验目的 熟悉PID参数的临界比例度整定方法的原理和步骤。 2. 实验内容 对图示的系统，被控系统的传递函数为 试用临界比例度整定方法整定PID控制器的参数 实验三 PID控制器参数的临界比例度整定方法 实验三 PID控制器参数的临界比例度整定方法 3. 实验步骤 （1）建立系统的Simulink模型 （2）把系统中的微分器的输出连线、积分器的输出连线都端口，“Kp”的值从大到小进行实验，每次仿真结束后，观察示波器的系统输出曲线，直到输出等幅振荡曲线为止。 （3）根据系统的输出曲线求振荡周期Tk，记录此时的Kp值。 （4）查表（教材141页表5-1），整定PID的参数，观察控制器分别采用PI、PID控制器时系统的输出曲线。（每班的1-8号控制度选1.05， 9-16号控制度选1.2， 17-24号控制度选1.5， 24号以后控制度选2.0， ） 实验四 大林算法控制器设计 实验目的 熟悉大林算法的原理，掌握大林算法控制的设计方法 2. 实验内容 U(z) u*(t) E(z) R(z) e*(t) y(t) T r(t) e(t) 图8.1 带有纯滞后的控制系统 D(z) T ZOH G0(s) Y(z) G(z) 实验四 大林算法控制器设计 对图所示的带纯滞后的控制系统，被控对象 的传递函数为： 采样周期为 1s，希望系统闭环传递函数为 ，试设计系统的 大林算法控制D(z)，观察输出曲线和控制器D(z)输出曲线。分析系统的振铃幅值，试设计消除振铃的大林控制D‘(Z)。 实验四 大林算法控制器设计 ② 闭环脉冲传递函数为 ③数字控制器的脉冲传递函数为 （1）设计大林算法控制器系统的 ①系统的广义对象的脉冲传递函数为 3.实验步骤 实验四 大林算法控制器设计 （3）找出D(Z)中引起振铃的因子，置z=1，此时控 制器 ， 仿真运行，观察系统的输出曲线和控制器的输出 （2）建立系统的Simulink模型，仿真运行，观察系统的输出曲线和控制器的输出 3.实验步骤 控制系统如图所示，其中G0(s)为三阶对象模型；H(s)为单位反馈，对系统采用纯比例控制，比例系数分别为Kp=0.1， 2.0，2.4， 3.0， 3.5，试求各比例系数下系统的单位阶跃相应，并绘制响应曲线 纯比例控制 P控制 G=tf(1,conv(conv([1,1],[2,1]),[5,1])); kp=[0.1, 2.0, 2.4, 3.0, 3.5]; for i=1:5 G=feedback(kp(i)*G,1);