第2篇 第2章 PID控制(補(bǔ)充)

1、 教師 桂金星 2011.11.01自自 動(dòng)動(dòng) 控控 制制 原原 理理 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 電電 子子 教教 案案 1 1、PIDPID控制器模型的建立控制器模型的建立 PIDPID調(diào)節(jié)器傳函為：調(diào)節(jié)器傳函為： PIDPID控制器的調(diào)用：控制器的調(diào)用： Simulink ExtrasSimulink Extras（功能模塊）（功能模塊） Additional LinearAdditional Linear（新增線(xiàn)性模塊庫(kù)）（新增線(xiàn)性模塊庫(kù)） 右擊右擊“PID Controller” PID Controller” “l(fā)ook under mask”“l(fā)ook under mask”看內(nèi)部組成看內(nèi)部組成

2、11 )(sTsTKsGdipcP+I/s+DsP+I/s+Ds課內(nèi)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)已知一反饋控制系統(tǒng)如下圖，前向傳函已知一反饋控制系統(tǒng)如下圖，前向傳函 反饋傳函反饋傳函 ) 15 . 0)(12(4ssGp105. 01)(ssH系統(tǒng)控制器（系統(tǒng)控制器（GcGc）采用）采用PIDPID控制器，觀(guān)察并總控制器，觀(guān)察并總結(jié)結(jié)PIDPID控制器各參數(shù)控制規(guī)律，整定控制器各參數(shù)控制規(guī)律，整定PIDPID參數(shù)。參數(shù)。GcGpHD(s)R(s)Y(s)v解：（解：（1 1）simulinksimulink建模（建模（多種方式多種方式）4(s+0.5)(s+2)Zero-Pole1s+2Transfer Fc

3、n34s+0.5Transfer Fcn2Step1StepScope1ScopePIDPID Controller1PIDPID Controller10.05s+1H110.05s+1HD1Dv將幾條曲線(xiàn)放在同一坐標(biāo)內(nèi)，方法有二：將幾條曲線(xiàn)放在同一坐標(biāo)內(nèi)，方法有二： 方法一方法一：WorkspaceWorkspace中中時(shí)間變量為：時(shí)間變量為：touttout，輸出變量為：輸出變量為：y0y0y0y0（:,1:,1）=y0(1:69,1) =tout =y0(1:69,1) =tout 令令y0y0（:,2:,2）=y00=y00plot(tout,y00)plot(tout,y00)gt

4、ext(p=1) gtext(p=1) hold onhold onplot(tout,y01)plot(tout,y01) Variable nameVariable name改為改為y0 y0 FormatFormat改為改為ArrayArrayplot(y0plot(y0（:,1:,1）, y0, y0（:,2:,2）) )hold onhold onplot(y1plot(y1（:,1:,1）, y1, y1（:,2:,2）) )在在comand windowscomand windows中輸入：中輸入：1s+2Transfer Fcn34s+0.5Transfer Fcn2tTo W

5、orkspace1y1To WorkspaceStepScopePIDPID Controller10.05s+1HDClock方法二：方法二：調(diào)用模塊調(diào)用模塊Simulink SinksTo workspace Sourcesclockplot(t,y1,r,t,y2,b,)plot(t,y1,r,t,y2,b,)在在comand windowscomand windows中輸入：中輸入：（2 2）觀(guān)察）觀(guān)察PIDPID控制器各參數(shù)控制規(guī)律控制器各參數(shù)控制規(guī)律vP P控制：控制： 選擇不同的選擇不同的P P值，觀(guān)察系統(tǒng)響應(yīng)的變化，將幾條曲線(xiàn)放在同一坐標(biāo)內(nèi)值，觀(guān)察系統(tǒng)響應(yīng)的變化，將幾條曲線(xiàn)放在

6、同一坐標(biāo)內(nèi) （參考范圍：（參考范圍：P P從從0.7-1.7) 0.7-1.7) 例如例如 P=0.7,1.1,1.7P=0.7,1.1,1.7vPIPI控制控制 (I(I從從0 0至至2.0);2.0);u 例如例如I=0.25I=0.25，0.50.5，1 1 觀(guān)察系統(tǒng)階躍響應(yīng)變化，觀(guān)察系統(tǒng)階躍響應(yīng)變化， P=0.3P=0.3，1.11.1，1.71.7 分析分析I I固定時(shí)，固定時(shí)，P P值變化對(duì)響應(yīng)曲線(xiàn)的影響。值變化對(duì)響應(yīng)曲線(xiàn)的影響。u 不加輸入，加階躍擾動(dòng)不加輸入，加階躍擾動(dòng)D D，觀(guān)察積分的抗干擾作用。，觀(guān)察積分的抗干擾作用。vPIDPID控制（固定控制（固定I I0.5)0.5)u 例如例如D=0,0.1,0.5,D=0,0.1,0.5,對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)P P110,110,觀(guān)察系統(tǒng)的階躍響應(yīng)變化，分析觀(guān)察系統(tǒng)的階躍響應(yīng)變化，分析P P、I I、D D參數(shù)值對(duì)系統(tǒng)的影響；參數(shù)值對(duì)系統(tǒng)的影響；u 加階躍輸入和階躍擾動(dòng)加階躍輸入和階躍擾動(dòng)D D，選出最好的一組，選出最好的一組PIDPID參數(shù)，演示階躍響應(yīng)曲線(xiàn)。參數(shù)，演示階躍響應(yīng)曲線(xiàn)。P+I/s+DsP+I/s+Ds11 )(sTsTKsGdipc報(bào)告格式要求報(bào)告格式要求v報(bào)告