用阶跃相应法求串级系统PID.ppt

用阶跃相应法求串级系统PID参数 副回路G01=1/(10S^3+21S^2+12S+1) 主回路G02=1/(90S^2+33S+1) 1.求副回路的PID参数 Matlab中输入副回路的传递函数 G01= 1/(10S^3+21S^2+12S+1) 。  num01=[1] num01 = 1 den01=[10,21,12,1] den01 = 10 21 12 1 G01=tf(num01,den01) Transfer function: 1 -------------------------- 10 s^3 + 21 s^2 + 12 s + 1 求阶跃响应并画切线图 用matlab脚本命令[y,t]=step(G01，80)（也可以用simulink得到曲线数据） 用plot(t,y)画出响应图及切线或用Excel画出响应图及切线 得到K、T、L（τ-tau）参数 K = 0.9996 T = 13.8211 tau = 1.4437 计算PID控制器参数 P调节器[Gc01,Kp,Ti,Td]=z_n1(K,T,tau,p)Kp = 9.5775 PI调节器Kp =8.7068，Ti =4.7641 PID调节器Kp =11.2677，Ti =2.8874，Td =0.7218 将的上述计算得到的PID参数带入simulink中验证并微调至衰减率为0.75 P调节器posi = 0.7566基本符合要求。 PI调节器posi = 0.5729 不符合要求，调整为0.7518此时Kp =8.7068，Ti =4.7641 一般调整Kp即可满足要求。 PID调节器posi =0.8827不符合要求调整为0.7554此时Kp =28，Ti =2.8874,Td= 0.7218 主回路PID参数整定 有两种方法一种是将主回路和副回路一样单独整定，然后和副回路组合成串级回路。前提是时间常数T（主回路）T（副回路）2倍以上，或L（主回路）L（副回路）2倍以上。整定方法和副回路一样不在重复。 当条件不满足时，只有将副回路闭环和主对象传递函数串联构成新的控制对来进行整定。 此时又分为三种情况就是副回路分别是P、PI、PID时构成三个新控制对象分别整定 当副回路采用P控制时，求阶跃响应曲线，画切线，得到K，L，T参数，进一步得到三个控制器参数，只取PI和PID，因单独的P控制器不能作为主控制器（P控制器为有差调节，控制的准确性无法满足要求），得到参数后即可得到PI-P串级调节器和PID-P串级调节器。 这里只将求取对象的阶跃响应和KLT的求取法讲一下，其余同单回路 求阶跃响应先构成新控制对象 求得阶跃响应曲线 K=0.9055，T=32.984，tau=4.6798 构成PI-P串级调节并整定 PI调节器posi = 0.9308不符合要求调整为0.7549此时Kp =11.5，Ti =15.4406一般调整Kp即可满足要求。 构成PID-P串级调节并整定 PID调节器posi = 0.0484,响应曲线有双峰，微分时间参数有问题减少微分时间曲线正常，将衰减率调整为0.7504此时Kp =2.8，Ti =5.6,Td=0.5，这次调整Kp，Td，Ti才满足要求,所以调整参数要有耐心，对三个参数的影响要熟悉。 串级PID-P结构图为 最终响应曲线为 当副回路为PI和PID时做法与此相同就不继续做下去了。 谢谢收看 副回路为PI时的响应曲线 K，T，tau测得为 K = 0.9985 T = 27.6807 tau = 4.9663 副回路为PID时的响应曲线 K，T，tau测得为 K = 0.9985，T = 36.8977，tau =3.3334 K=0.9055， T=32.984， tau=4.6798 K =0.9985 ，T =27.6807， tau =4.9663 K =0.9985， T =36.8977， tau =3.3334 * 计算PID控制器参数 P调节器[Gc01,Kp,Ti,Td]=z_n1(K,T,tau,p)Kp = 7.7874 PI调节器Kp =7.0795，Ti =15.4406 PID调节器Kp =9.1616，Ti =9.3579，Td =2.3395 *