杭電自動(dòng)化專業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)一、常規(guī)PID控制算法仿真仿真框圖如下 實(shí)驗(yàn)參數(shù)：shiyanpid  Ts=0.1s，b為班號(hào)15，x為學(xué)號(hào)后2位，145實(shí)驗(yàn)要求：（1）畫Simulinnk框圖（2）設(shè)計(jì)或湊試PID三個(gè)參數(shù)，進(jìn)行仿真（3）使穩(wěn)態(tài)誤差為0，且動(dòng)態(tài)性能較滿意仿真框圖：實(shí)驗(yàn)分析：b=1,x=15。比例系數(shù)Kp增大時(shí)系統(tǒng)動(dòng)作靈敏，響應(yīng)速度加快，過大會(huì)使振蕩次數(shù)增加，系統(tǒng)趨向不穩(wěn)定，這里取120。積分環(huán)節(jié)可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，Ti減小，系統(tǒng)振蕩次數(shù)增加，這里取Ki為150。微分環(huán)節(jié)可以改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，減小超調(diào)和調(diào)節(jié)時(shí)間，這里取Kd為10。系統(tǒng)在2秒內(nèi)達(dá)到穩(wěn)態(tài)。實(shí)驗(yàn)二、積分分離PID控制算法仿真實(shí)驗(yàn)參數(shù)：

2、shiyanpidjffl  Ts=0.1s，b為班號(hào)15，x為學(xué)號(hào)后2位，145實(shí)驗(yàn)要求：（1）畫Simulinnk框圖（2）使穩(wěn)態(tài)誤差為0，且動(dòng)態(tài)性能較滿意（3）嘗試不同的積分分離的閾值（比如0，0.1，0.2，0.9，1），觀察階躍響應(yīng)，并確定最佳的閾值實(shí)驗(yàn)框圖：翻譯后Switch模塊的說明：如果2輸入滿足規(guī)則，則1通道通過，否則3輸入通過。輸入被標(biāo)號(hào)。1輸入通過規(guī)則是輸入2（偏差e)大于或等于閥值。第一三輸入為數(shù)據(jù)輸入，第二輸入為控制輸入。原理：|e(k)|<=,ki起作用 |e(k)|>,ki不起作用，由于階躍輸入，(treshhold )0.1，0.2，0.9

3、，1。由于參數(shù)原因去kp=50,ki=kd=0時(shí)，曲線最好為了體現(xiàn)的作用，積分值不取0，改為Ki=10取不同后的曲線=0.1=0.5=1分析：=0.1時(shí)曲線最好，過大起不到積分分離的作用，比如=1，總會(huì)存在積分作用，過小可能是控制不能跳出積分分離的區(qū)域，從而只存在PD作用，長(zhǎng)時(shí)間存在靜差。實(shí)驗(yàn)三、不完全微分PID控制算法仿真1、不完全微分PID控制器的階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)：Shiyanpidbwqwfstep  Ts=0.1s，仿真時(shí)間設(shè)為10s,5s,3sP=1 I=1 D=1濾波器參數(shù)a=0.1，0.2，0.8，1.2，實(shí)驗(yàn)框圖：框圖1：積分輸出：微分輸出：可見微分只在第一個(gè)單位時(shí)間

4、有相應(yīng)，而且較大框圖2：a=0.1時(shí)a=0.5時(shí)：a=1時(shí)： 分析：引入慣性環(huán)節(jié)后，對(duì)微分環(huán)節(jié)對(duì)階躍響應(yīng)有明顯的改善作用。可以持續(xù)，且幅值下降。2、具有不完全微分PID控制器的系統(tǒng)的階躍響應(yīng) Shiyanpidbwqwf  Ts=0.1s，飽和限幅u=±2，b為班號(hào)15，x為學(xué)號(hào)后2位，145參考值：（1）b=1，x=1 ，P=1，I=0.4，D=0.5，仿真時(shí)間設(shè)為20s（2）b=1，x=45 ，P=5，I=0.2，D=0.5，仿真時(shí)間設(shè)為200s濾波器參數(shù)a=0.1，0.2，0.8，1.2，實(shí)驗(yàn)要求：（1）畫Simulinnk框圖（2）選擇飽和環(huán)節(jié)參數(shù)以及不完全微分之濾波器參數(shù)a，使穩(wěn)態(tài)誤差為0，且動(dòng)態(tài)性能較滿意（3）嘗試不同的PID參數(shù)以及對(duì)應(yīng)的濾波器參數(shù)a，觀察階躍響應(yīng)，并確定最佳濾波器參數(shù)a實(shí)驗(yàn)框圖：b=1,x=15P=5 I=0.4 D=0.5沒有不完全微分的D通道有不完全微分的D通道：a=0.1時(shí)，系統(tǒng)輸出：a=0.6時(shí)，（此時(shí)最好）系統(tǒng)輸出：a=0.8時(shí)，系統(tǒng)輸出：總結(jié)：不完全微分將低通濾波器加在微分控制環(huán)節(jié)上，使