自动控制原理实验报告时域分析法.doc
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自（zì）动（dòng）控（kòng）制（zhì）原（yuán）理（lǐ）实（shí）验（yàn）报（bào）告（gào）
——之时域分析法
（运行环境：
MATLAB6.5）
班级：
200715w1
学号：
20073558
一、实验名称
PID控制作用
二、实验目的
l熟悉典型环节
l组合典型环节按题完成相应曲线
三、实验题目
l试利用几种典型环节构成一个具有下图所示的阶跃响应曲线特性的系统
l二阶系统的阶跃响应如下图，试叙述系统模型有何特点
四、实验知识
相关SIMULINK知识
按ctrl+E可弹出如下对话框，修改stoptime值。
在MathOperations中可找到sum。
在continuous中可找到各类典型环节。
在sinks中可找到scope。
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，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。
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/（Ts+1）
五、实验过程
第一题
第一步：
大致估算下延迟为50，Kd=10，Td=50，K=15，T=350，初步得到阶跃响应曲线
第二步：
发现耐克标记的最低处未低于6，修改Td值（46），再次得到阶跃响应曲线
第三步：
发现延迟环节的最顶部不为十，调节Td*Kd值（415），基本得到阶跃响应曲线
第四步：
发现耐克图标的末尾不为15，调节K值（16），快要得到阶跃响应曲线
及最终Simulink图如下：
第二题
第一步：
选出TransferFcn，Step，Scope
第二步：
大致估算下分母s^2+0.2s，并修改Step属性，得二阶系统的阶跃响应曲线如下
第三步：
发现曲线末端不在15以上，图像由曲线便直线的转接点不
在4处，修改分子值（0.54）及分母中s前的系数（0.2004）
，得二阶系统的阶跃响应曲线如下：
。
及最终Simulink图如下
八、实验小结
此次试验刚上手时，不知所措。
瞎鼓捣了半天，耐克图标死活没有出现。
仔细复习了一下PID，汗！
比例、微分、积分环节，我是一个都没有啊！
而且，Kd、T、Td、K大致的值都可从图中看出，必须理解典型环节，而并不是瞎凑凑，再拼拼人品就能搞出来的。
第一题中，Kd基本为延迟环节的最大值，K基本为惯性环节的最大值，Td基本为耐克图标的切线与横轴的交点再减去延迟时间，T基本为图标的切线与K的横坐标的交点所得的纵坐标再减去延迟时间。
随后按图慢慢调整数值，一定要有耐心。
第二题中，Step的属性不能忘改，否则横轴（0，1）处恒为1。
分母出S前的系数必须小于1（阻尼比小于1），之后改改分子，调整调整S前的系数并保持S^2前的系数不变（因为分子分母都可约分），曲线即可得出。
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