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南昌大学实验报告

学生姓名：学号：专业班级：

实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：2014.05.13实验成绩：

一、实验项目名称

实验七控制系统PID校正器设计法

二、实验目的

1．熟悉常规PID控制器的设计方法

2．掌握PID参数的调节规律

3．学习编写程序求系统的动态性能指标

三、实验基本原理

1．模拟PID控制器

典型的PID控制结构如图1所示。

PID调节器的数学描述为

2．数字PID控制器

在计算机PID控制中，连续PID控制算法不能直接使用，需要采用离散化方法，通常使

用数字PID控制器。以一系列采样时刻点kT（T为采样周期）代表连续时间t，以矩形法数

值积分近似代替积分，以一阶后向差分近似代替微分，即：

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离散PID表达式：

四、主要仪器设备及耗材

计算机

五、实验程序及结果

1．在SIMULINK窗口建立如下模型

2．修改PID参数Kp、Ti和Td，讨论参数对系统的影响。

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3．根据PID参数Kp、Ti和Td对系统的影响，调节PID参数实现系统的超调量小于

10%。上图的PID

参数KpTiTd

数值662.5

4．通过程序求得系统的超调量、上升时间和调节时间（误差带选为5%）。

答：计算得出M=92.7299p=0.0924tp=2.5103tr=1.8008ts=3.4543

yss=84.8827

程序：

%systemanalyse

%Mmaxmun

%pover

%tpmaxmun-time

%tstransition-time

%trrise_time

%yssstable

function[M,p,tp,tr,ts,yss]=sys_ana(t,y);

tm=length(t);

yss=y(tm);

[Mtpk]=max(y);

tp=t(tpk);

p=(M-yss)/yss;

while(y(tm)0.95*yss)(y(tm)yss*1.05)

tm=tm-1;

end

ts=t(tm);

k=1;

whiley(k)=yss*0.98

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k=k+1;

end

tr=t(k);

rkt

5．将输入信号设为()=0.50sin(2π)，调节PID控制器参数，绘