自动控制原理实验报告时域分析法2.docx

1、自动控制原理实验报告时域分析法2（运行环境：MATLAB 6.5）班级：200715w1学号：20073558一、实验名称PID控制作用 二、实验目的 熟悉典型环节 组合典型环节按题完成相应曲线三、实验题目 已知开环传递函数如下，采用PID控制器，使得控制系统的性能达到最优Gk=1/(s+4)s(s+2) 如下图所示的系统，请调节PID参数，使是系统的输出状态达到最优四、实验知识相关PID知识PID控制规律：比例、积分、微分规律。用P表示比例，用I表示积分，用D表示微分。P控制(比例)： 其作用为最基本的负反馈控制作用。当Kp越大，即越小，将使比例控制作用增强，系统稳态误差变小，控制周期缩短，

2、抗干扰能力减弱，系统稳定性变差。I控制(积分): 其作用是消除稳态偏差，偏差不为零积分不停止，Ti越大，积分愈慢。无差系统必有积分环节，或在控制器中或在被控过程中。I作用将使误差趋于零，但使系统稳定性变差。易震荡。D控制(微分)： 抑制动态偏差。因为与偏差的导数成正比，所以偏差变化D作用越强。而偏差不变时，D作用为零。D作用有预测含义，有利于系统稳定性。衰减曲线经验公式法Ts:出现4:1衰减比时，第一个波峰到达第二个波峰所需的时间积分时间:Ti=0.3Ts微分时间：Td=0.1Ts典型环节的特性环节名称传递函数单位阶跃响应比例环节K积分环节1/Ts实际微分环节Tds/(Tcs+1)惯性环节k/

3、(Ts+1)五、实验过程第一题第一步：建模。首先加入PID控制器的系统模型。Transfer fcn对应积分环节，transfer fcn1对应微分环节。对应图如下 在未加 PID控制器的情况下，获取输出波形如下:图中，稳态误差较大，非理想状态第二步：整定。首先令积分环节和微分环节不发生作用，单独调节比例参数，大约在k=18.44的时候，出现了所谓的4:1的衰减比。获取输出波形如下:易得Ts=3.5，则Ti=1.05，Td=0.35然后直接设定积分和微分环节的相关参数。第三步：微调，直到达到最佳状态。 第四步：结果分析。稳态误差为0，超调量为4%左右。接近理想系统的输出状态 及最终Simuli

4、nk图如下：第二题第一步：在原系统中，获取输出波形如下: 图中，稳态误差较大，非理想状态第二步：整定。首先令积分环节和微分环节不发生作用，单独调节比例参数，大约在k=0.14的时候，出现了所谓的4:1的衰减比。获取输出波形如下: 第三步：微调，直到达到最佳状态。 第四步：结果分析。稳态误差为0，超调量为4%左右。接近理想系统的输出状态 及最终Simulink图如下八、实验小结此类试验再次上手时，仍不知所措。瞎鼓捣了半天，二阶震荡环节也没出现，更不用说传说中的4:1的震荡衰减率。仔细复习了一下实验书上的PID，汗！做此类题是有顺序步骤的。而且，Ti、Td的值是由Ts算出的，而并不是瞎凑凑，再拼拼人品就能搞出来的。第一题中，先调节k的值，使二阶震荡环节出现并产生传说中的4：1，这样第一步就完成了。随后查看并记录下衰减周期Ts，之后就可以算出Td和Ti了。直接代入积分和微分环节，再实行微调，稳态误差为0，超调量为4%的系统就出现了。 第二题中，与第一题情形相类似，就不重复讲了。 小结结束了。THANKS !致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等打造全网一站式需求欢迎您的下载，资料仅供参考