计算机控制系统实验报告3

江南大学物联网工程学院《计算机控制系统》实验报告实验名称实验三积分分离PID控制仿真实验实验时间2017.11.2专业自动化班级1503姓名汪涛学号1070415333指导教师陈珺实验成绩一、实验目的与要求1、学会PID三个系数的选取。2、了解积分分离值的模拟实验选取。3、掌握SIMULINK的仿真方法。二、仿真软硬件环境PC机，MATLABR2012b。三、实验原理如图，R为输入，C为输出。计算机不断采人误差E，进行积分判别与PID运算，然后判结果是否溢出(若溢出则取最大或最小值)，最后将控制量输送给系统。四、PID算法PID控制规律为：tDIpdttdeTdtteTteKtU0])()(1)([)(其中：e(t)为控制器输入；u(t)为控制器输出。对上式进行零初始条件下的拉氏变换，得PID控制器的传递函数：)11()()()(STSTKSESUSDDIP五、整定调节参数与系统开环增益用临界比例带法整定参数。设采样周期为50ms，先去掉微分与积分作用，只保留比例控制，增大KP，直至系统等幅振荡，记下振荡周期Tu和振荡时所用比例值Kpu，按以下公式整定参数（比例、积分、微分调节）：T=0.167Tu，Kp＝0.27/Kpu，TI＝0.4Tu，TD＝0.22Tu×+++×+-PDIREC六、SIMULINK仿真结构图七、自定义函数设计实现积分分离功能的自定义函数设计（文件名jffl）：functiony=jffl(x)y=x；EI=5(或2)；elsey=0；ifabs(x)=EIend八、仿真实验数据及相应曲线Ｔtest＝50msＴu＝0.37sＫpu＝0.80T=61.2msKP=0.3375TI=0.148sTD=0.0814sEIKPKI=KP/TIKD=KPTDMptsⅠ用临界比例带法整定参数50.33752.28040.02741.37961.6656sⅡ用Ⅰ栏PID参数，EI修改0.150.33752.28040.02741.15251.5053sⅢ较佳的PID参数50.21.50.0151.51862.5301Ⅳ用Ⅲ栏PID参数，EI修改0.150.21.50.0151.26821.8731(四条曲线在同一个坐标内显示)九、思考题１、当积分分离值EI取得最大时，还是积分分离式控制吗？若取最小呢？答：积分分离值EI取得最大或最小都不是积分分离式控制。２、试分析比例控制、微分控制、积分控制在系统中的作用。答：比例跟偏差成正比，决定响应速度；微分的作用使输出快速的跟定输入；积分的作用是使系统稳定后没有静差。