串级控制系统Word文档格式.docx

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图3单回路阶跃响应曲线

上图中KP=2.25304；

系统第一个峰值坐标为（50.64,1.031），第二个峰值的坐标为（129.3,0.7702），稳态值为0.6908。

根据4：

1衰减曲线法整定控制器参数经验公式可得：

采用PI控制时

控制规律

控制器参数

P（KP）

I（Ti）/min

D（Td）/min

P

KP

—

PI

0.83KP

0.5Ts

PID

1.25KP

0.3Ts

0.1Ts

P=0.83

2.25304=1.87002

Ti=0.5

Ts=0.5

（154.2-60.24）=0.5

93.96=46.98

所以，当KP=1.87002；

积分时间常数Ti=46.98；

微分时间常数Td=0；

此时可以得到如下图4的效果。

图4单回路PI整定后系统的阶跃相应曲线

在同上PI的情况下，单回路控制系统的一次扰动Simulink仿真图：

单回路控制系统一次扰动响应曲线如下图5所示：

图5单回路控制系统一次扰动响应曲线

在此PI系统下，单回路控制系统的二次扰动结构下图6所示

图6单回路控制系统二次扰动响应曲线

（2）串级控制系统Simulimk仿真图：

图7串级控制系统仿真

串级控制系统纯比例整定后得到如下图8所示：

图8串级控制系统P整定后的阶跃响应曲线

上图中KP=3.4687；

由图b的仿真图以及相应理论公式可得；

1衰减曲线法整定控制器参数经验公式

根据表格中公式可得：

采用PI控制时：

3.4687=2.879021

Ti=0.5

（96.29-38.89）=0.5

57.4=28.7

所以，当KP=2.879021；

积分时间常数Ti=28.7；

此时可以得到如下图9的效果。

图9串级控制系统PI整定后的阶跃响应曲线

串级控制系统的一次扰动Simulink仿真图如下图10：

图10串级控制系统一次扰动Simulink仿真图

在上述串级控制系统的PI参数下，得到下图11所示的响应曲线图：

图11串级控制系统的一次扰动阶跃响应曲线

串级控制系统二次扰动Simulink仿真图如下图12所示：

图12串级控制系统的二次扰动Simulink仿真图

如下图13所示，在上述PI参数下的串级控制系统的响应曲线图：

图13串级控制系统二次扰动阶跃响应曲线

（4）串级系统延迟环节副回路Simulink仿真图

图14串级控制系统延迟环节副回路仿真图

将延迟环节副回路只进行P的整定，有如下图效果的曲线图：

图15延迟环节副回路p整定4:

1的曲线响应曲线

其中Kp=1.16251；

分析数据可根据4：

根据表格中公式可得，当采用PI控制时：

1.16251=0.96488

（67.06-28.43）=0.5

38.63=19.315

所以，PI整定曲线图如下图所示

图16PI整定响应曲线

延迟环节主副回路串联Simulink仿真图如下

图17

延迟环节主回路P整定图

其中Kp=1.13135，根据4：

根据表格中公式可得当采用PI控制时：

P=1.2

1.13135=1.135762

（101.8-46.45）=0.5

55.35=27.675

PI整定曲线图

图18串级系统下延迟环节主副回路串联系统响应曲线

串级系统下延迟环节在副回路系统一次扰动响应曲线

串级系统下延迟环节在副回路系统二次扰动响应曲线

图19串级系统下延迟环节在副回路系统二次扰动响应曲线