數(shù)字PID的仿真實驗例子課件

對F(s)部分分式展開：b=[2091];a=[1144];[r,p,k]=residue(b,a)展開后得：求F(z)的反變換：X=sym('z^2/(z^3-4*z^2+5*z-2)');x=iztrans(X)求f(t)=1-e-at的Z變換：x=sym(‘1-exp(-a*t)');X=ztrans(x)對用零階保持器，在采樣周期Ts=1s下離散化求G(z)sys=tf(10,[110]);dsys=c2d(sys,1,‘zoh’)[z,p,k]=tf2zp（num，den)結(jié)果如P123：G(z)：仿真實例3：設(shè)被控對象為輸入信號是脈寬20s、周期50s的脈沖信號。假設(shè)常規(guī)PID控制器為：采用微分先行PID控制器，并設(shè)其中的系統(tǒng)采用兩種控制器的原理圖如下：仿真實例4：設(shè)被控對象為利用增量式PID，采用腳本編程實現(xiàn)對上面對象的控制，并整定PID參數(shù)腳本：clearall;closeall;ts=20;sys=tf([1],[60,1],'inputdelay',80);dsys=c2d(sys,ts,'zoh');[num,den]=tfdata(dsys,'v');u_1=0;u_2=0;u_3=0;u_4=0;u_5=0;y_1=0;y_2=0;y_3=0;error_1=0;error_2=0;ei=0;fork=1:1:200time(k)=k*ts;yout(k)=-den(2)*y_1+num(2)*u_5;kp=0.80;ki=0.005;kd=3.0;u(k)=kp*error(k)+kd*(error(k)-error_1)/ts+beta*ki*ei;ifu(k)>=110u(k)=110;endifu(k)<=-110u(k)=-110;endu_5=u_4;u_4=u_3;u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k);y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=yout(k);error_2=error_1;error_1=error(k);endfigure(1);plot(time,rin,'b',time,yout,'r');xlabel('time(s)');ylabel('rin,yout');figure(2);plot(time,u,'r');xlabel('time(s)');ylabel('u');2、抗積分飽和法背景：PID控制器的輸出由于積分作用不斷累加而加大,從而導致執(zhí)行機構(gòu)達到極限位置(如閥門全開),若控制器輸出繼續(xù)增大,閥門開度不可能再增大,此時就稱計算機輸出超出了正常運行范圍而進入了飽和區(qū).系統(tǒng)進入飽和后，飽和越深，退飽和時間越長，系統(tǒng)超調(diào)就越大。措施：對輸出進行限幅，同時切除積分作用。算法：仿真實驗,采用圖(b)結(jié)構(gòu)的不完全微分,對象為仿真中對象輸出端加幅值為0.01的隨機信號.輸入信號為階躍信號.對象在不完全微分PID和標準PID作用下的輸出響應分別見仿真程序D_partial.m和partialD.mdl二、不完全微分仿真舉例：設(shè)被控對象為輸入信號為帶有高頻干擾的方波信號:二、微分先行對象在微分先行PID作用和標準PID控制器作用下輸入輸出見仿真程序D_advance.m通過結(jié)構(gòu)圖的仿真見advanceD.mal系統(tǒng)采用兩種控制器的輸出響應波形如下：試湊法試一種憑借經(jīng)驗整定參數(shù)的方法，讓系統(tǒng)閉環(huán)，改變給定值以給系統(tǒng)施加干擾信號，一邊按順序調(diào)節(jié)，一邊觀察過渡過程，直到滿意為止。其過程如下：(1)先調(diào):讓系統(tǒng)閉環(huán)，使積分和微分不起作用（，），觀察系統(tǒng)的響應，若反映快、超調(diào)小，靜差滿足要求，則就用純比例控制器。四、

試湊法

工程實際中，以上幾步反復操作，直到滿意為止。常見被調(diào)量的PID調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇范圍如下表：被調(diào)量特點(m)(m)流量對象時間常數(shù)并