過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、過(guò)程控制系統(tǒng)Matlab/Simulink仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一過(guò)程控制系統(tǒng)建模1實(shí)驗(yàn)二PID控制10實(shí)驗(yàn)三串級(jí)控制27實(shí)驗(yàn)四比值控制35實(shí)驗(yàn)五解耦控制系統(tǒng)40實(shí)驗(yàn)一過(guò)程控制系統(tǒng)建模作業(yè)題目一：常見(jiàn)的工業(yè)過(guò)程動(dòng)態(tài)特性的類(lèi)型有哪幾種？通常的模型都有哪些？在Simulink中建立相應(yīng)模型，并求單位階躍響應(yīng)曲線。答：常見(jiàn)的工業(yè)過(guò)程動(dòng)態(tài)特性的類(lèi)型有：無(wú)自平衡能力的單容對(duì)象特性、有自平衡能力的單容對(duì)象特性、有相互影響的多容對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性、無(wú)相互影響的多容對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性等。通常的模型有一階慣性模型，二階模型等。(1)無(wú)自平衡能力的單容對(duì)象特性：兩個(gè)無(wú)自衡單容過(guò)程的模型分別為G(s)=丄和G(s)=丄e-5s，在S

2、imulink中建立模0.5s0.5s型如下GainIntzrtDTS-iOCZ-pE100%ode45Integirst»3r1TranspcitDelayFileEditViewSimuliationFormatToolsHelpnwq倉(cāng)禽爲(wèi)応|4=£令匕a|卜pfn單位階躍響應(yīng)曲線如下：6040101015202530昌1=3匹)於昇髀謫認(rèn)白50-30-20-0”-L05Timeoffset:0單位階躍響應(yīng)曲線如下：在Simulink中建立模型如下：(2)有自平衡能力的單容對(duì)象特性：22兩個(gè)自衡單容過(guò)程的模型分別為G(s)=和G(s)=2s+12s+115202530

3、尋自PPPABS01-1?2r1.1-廠1J-/?1J-/"/o.eI-/o.J-/0.2/丄05Timeoffset:D3)有相互影響的多容對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性：有相互影響的多容過(guò)程的模型為G(s)二，當(dāng)參數(shù)T=1,乜=0,0.3,1,1.2T2s2+2Ts+1時(shí)，在Simulink中建立模型如下：4)無(wú)相互影響的多容對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性：兩個(gè)無(wú)相互影響的多容過(guò)程的模型為G(s)=1(2s+1)(s+1)多容有自衡能力的對(duì)象)和1s(2s+1)多容無(wú)自衡能力的對(duì)象)，在Simulink中建立模型如下25I2015105051520253Timeoffset:0a3色於i30作業(yè)題目二：某二階系

4、統(tǒng)的模型為G(s)二s2+2Qes+e2nn，二階系統(tǒng)的性能主要取決于匚,e兩個(gè)n參數(shù)。試?yán)肧imulink仿真兩個(gè)參數(shù)的變化對(duì)二階系統(tǒng)輸出響應(yīng)的影響，加深對(duì)二階系統(tǒng)的理解，分別進(jìn)行下列仿真：(1) e二2不變時(shí)，匸分別為0.1,0.8,1.0,2.0時(shí)的單位階躍響應(yīng)曲線;n(3) e二2，匚為0.1時(shí)的單位階躍響應(yīng)曲線：=2，:為0.8時(shí)的單位階躍響應(yīng)曲線:ene=2,匚為1.0時(shí)的單位階躍響應(yīng)曲線:ne二2,:為2.0時(shí)的單位階躍響應(yīng)曲線:nM更NI(2):=0.8,e為2時(shí)的單位階躍響應(yīng)曲線:n:=08,e為5時(shí)的單位階躍響應(yīng)曲線:n匚=0.8,e為8時(shí)的單位階躍響應(yīng)曲線:n匚=0.8

5、,e為10時(shí)的單位階躍響應(yīng)曲線:n實(shí)驗(yàn)二PID控制作業(yè)題目：建立如下所示Simulink仿真系統(tǒng)圖。利用Simulink仿真軟件進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)1.建立Simulink原理圖如下FileEditVi&wSimulationFormatToolsHelp啟口骨黑著趙(40|Normal三|鳥(niǎo)匡Ready10OT6ode452.雙擊原理圖中的PID模塊，出現(xiàn)參數(shù)設(shè)定對(duì)話框如下習(xí)FunctfonBlockParameters:PIDController|亠FarazieteTEFancelHelpApplySutsystezi；Fask；P=2時(shí)的響應(yīng)曲線如下：將PID控制器的積分增益和微分增益

6、改為0，使其具有比例調(diào)節(jié)功能，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行純比例控制。3. 進(jìn)行仿真，調(diào)整比例增益，觀察響應(yīng)曲線的變化，分析系統(tǒng)性能的變化P=0.5時(shí)的響應(yīng)曲線如下：P=5時(shí)的響應(yīng)曲線如下：由以上三組響應(yīng)曲線可以看出，純比例控制對(duì)系統(tǒng)性能的影響為：比例調(diào)節(jié)的余差隨著比例帶的加大而加大，減小比例帶就等于加大調(diào)節(jié)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益，其后果是導(dǎo)致系統(tǒng)真激烈震蕩甚至不穩(wěn)定，比例帶很大時(shí)，被調(diào)量可以沒(méi)有超調(diào)，但余差很大，調(diào)節(jié)時(shí)間也很長(zhǎng)減小比例帶就引起被調(diào)量的來(lái)回波動(dòng)，但系統(tǒng)仍可能是穩(wěn)定的，余差相應(yīng)減少。4. 將控制器的功能改為比例微分控制，調(diào)整參數(shù)，觀測(cè)系統(tǒng)的響應(yīng)曲線，分析比例微分的作用。P=2，D=0.1時(shí)的相應(yīng)曲線如下：

7、P=2，D=0.5時(shí)的相應(yīng)曲線如下：P=2，D=5時(shí)的相應(yīng)曲線如下：由以上四組響應(yīng)曲線可以看出，比例微分控制對(duì)系統(tǒng)性能的影響為：可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，引入適當(dāng)?shù)奈⒎謩?dòng)作可以減小余差，并且減小了短期最大偏大，提高了振蕩頻率。5. 將控制器的功能改為比例積分控制，調(diào)整參數(shù)，觀測(cè)系統(tǒng)的響應(yīng)曲線，分析比例積分的作用。P=2，I=0.1時(shí)的響應(yīng)曲線如下：P=2，I=0.5時(shí)的響應(yīng)曲線如下：P=2，I=1.5時(shí)的響應(yīng)曲線如下：P=2，I=2時(shí)的響應(yīng)曲線如下：由以上五組響應(yīng)曲線可以看出，比例積分控制對(duì)系統(tǒng)性能的影響為：消除了系統(tǒng)余差，但降低了穩(wěn)定性，PI調(diào)節(jié)在比例帶不變的情況下，減小積分時(shí)間TI（增大積分增

8、益I）,將使控制系統(tǒng)穩(wěn)定性降低、振蕩加劇、調(diào)節(jié)過(guò)程加快、振蕩頻率升高。6. 將控制器的功能改為比例積分微分控制，調(diào)整參數(shù)，觀測(cè)系統(tǒng)的響應(yīng)曲線，分析比例積分微分的作用。P=2，I=0.5，D=0.2的響應(yīng)曲線如下P=2，I=0.5，D=1的響應(yīng)曲線如下P=2，I=0.5，D=3的響應(yīng)曲線如下P=2，I=0.5，D=#的響應(yīng)曲線如下ILi.9ID.6D.2I10303D4000DO709D1C0OSG戸畫(huà)脅謫醫(yī)蜀壞Timeufiari0P=2，I=0.1，D=0.5的響應(yīng)曲線如下P=2，I=0.5，D=0.5的響應(yīng)曲線如下P=2，I=1，D=0.5的響應(yīng)曲線如下P=2，I=2.3，D=0.5的響應(yīng)

9、曲線如下P=2，I=3，D=0.5的響應(yīng)曲線如下由以上幾組響應(yīng)曲線可以看出，比例積分微分控制對(duì)系統(tǒng)性能的影響為：提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，抑制動(dòng)態(tài)偏差，減小余差，提高響應(yīng)速度，當(dāng)微分時(shí)間較小時(shí)，提高微分時(shí)間可以減小余差，提高響應(yīng)速度并減小振蕩，當(dāng)微分時(shí)間較大時(shí)，提高微分時(shí)間，振蕩會(huì)加劇。7. 將PID控制器的積分微分增益改為0對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行純比例控制，修改比例增益，使系統(tǒng)輸出的過(guò)度過(guò)程曲線的衰減比n=4,記下此時(shí)的比例增益值。經(jīng)過(guò)調(diào)整，當(dāng)比例P=1時(shí)，終值r=0.5，第一個(gè)波峰值y1=0.72，第二個(gè)波峰值y2=0.55,衰減比約為4，如下圖所示。8. 修改比例增益，使系統(tǒng)輸出的過(guò)度過(guò)程曲線的衰減比n=2，

10、記下此時(shí)的比例增益值。經(jīng)過(guò)調(diào)整，當(dāng)比例P=12時(shí)，終值r=0.93,第一個(gè)波峰值y1=1.6,第二個(gè)波峰值y2=1.25,衰減比約為2，如下圖所示。9. 修改比例增益，使系統(tǒng)輸出呈現(xiàn)臨界振蕩波形，記下此時(shí)的比例增益。經(jīng)過(guò)調(diào)整，當(dāng)比例P=2.7時(shí)，系統(tǒng)輸出呈現(xiàn)臨界振蕩波形，如下圖所示。o.sO.G040.223G910昌國(guó)門(mén)理網(wǎng)舛迢洞®ftTimeoffset:010. 將PID控制器的比例、積分增益進(jìn)行修改，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行比例積分控制。不斷修改比例、積分增益，使系統(tǒng)輸出的過(guò)渡過(guò)程曲線的衰減比n=2,4,10,記下此時(shí)比例和積分增益。經(jīng)過(guò)調(diào)整,當(dāng)比例P=2,1=0.6時(shí)，終值r=1,第一個(gè)

11、波峰值y1=1.28,第二個(gè)波峰值y2=1.14,衰減比約為2，如下圖所示。經(jīng)過(guò)調(diào)整，當(dāng)比例P=5,1=0.3時(shí)，終值r=1,第一個(gè)波峰值y1=1.4,第二個(gè)波峰值y2=1.1,衰減比約為4,如下圖所示。經(jīng)過(guò)調(diào)整,當(dāng)比例P=4,1=0.15時(shí)，終值r=1,第一個(gè)波峰值y1=1.3,第二個(gè)波峰值y2=1.03,衰減比約為10，如下圖所示。11. 將PID控制器的比例、積分、微分增益進(jìn)行修改，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行比例積分控制。不斷修改比例、積分、微分增益，使系統(tǒng)輸出的過(guò)度過(guò)程曲線的衰減比n=2,4,10，記下此時(shí)比例、積分、微分增益。經(jīng)過(guò)調(diào)整，當(dāng)比例P=6,1=1,D=0.05時(shí)，終值r=1,第一個(gè)波峰值y

12、1=1.5，第二個(gè)波峰值y2=1.25，衰減比約為2,如下圖所示。經(jīng)過(guò)調(diào)整，當(dāng)比例P=12，1=1，D=1時(shí)，終值r=1，第一個(gè)波峰值y1=1.4,第二個(gè)波峰值y2=l.l，衰減比約為4,如下圖所示。£Scope昌由|QQ£I|腐謫島白眉u1.50.5kn!iiiiii_012245G7e910Timeaffset0經(jīng)過(guò)調(diào)整，當(dāng)比例P=6,I=1,D=1時(shí)，終值r=1，第一個(gè)波峰值y1=1.3，第二個(gè)波峰值y2=1.03，衰減比約為10,如下圖所示。0.0060235B63IltneDTfaet-作業(yè)題目：實(shí)驗(yàn)三串級(jí)控制串級(jí)控制系統(tǒng)仿真。已知某串級(jí)控制系統(tǒng)的主副對(duì)象的傳遞函

13、數(shù)Go1，Go2分別為：G（s）=1,G，副回路干擾通道的傳遞函數(shù)為：G（s）=ol100s+1o210s+1d2s2+20s+1（1）畫(huà)出串級(jí)控制系統(tǒng)的方框圖及相同控制對(duì)象下的單回路控制系統(tǒng)方框圖。（2）用Simulink畫(huà)出上述兩個(gè)系統(tǒng)的仿真框圖（3）選用PID調(diào)節(jié)器，整定主副控制器的參數(shù)，使該串級(jí)控制系統(tǒng)性能良好，并繪制相應(yīng)的單位階躍響應(yīng)曲線。（4）比較單回路控制系統(tǒng)及串級(jí)控制系統(tǒng)在相同的副擾動(dòng)下的單位階躍響應(yīng)曲線，并說(shuō)明原因。用simulink畫(huà)出上述兩個(gè)系統(tǒng)的仿真框圖如下：Q單回路控制系統(tǒng)方框圖如下T100%F)IdEditViSimulationFormatToolsHpjj-&l

14、t;Ci|廠Kornialode45PID-C11DOo+1>IniOrtl1葉1O1'iaunm-Q2串級(jí)控制系統(tǒng)方框圖如下D誡-鳥(niǎo)|畐生腔|4哇i<:S±E込inlOullPIDC1FIClC2od&45|岡'|UnrealFileEdifiVevrimulationFormatT口口bkirlpg11s-Os+lMO什1Bc1圖Q為單回路控制系統(tǒng)的Simulink圖，其中，PIDC1為單回路PID控制器，di為一次擾動(dòng)，取階躍信號(hào)；d2為二次擾動(dòng)，取階躍信號(hào)；Go2為副對(duì)象，Go1為主對(duì)象；r為系統(tǒng)輸入,取階躍信號(hào)，y為系統(tǒng)輸出，它連接到示波

15、器上，可以方便地觀測(cè)輸出。經(jīng)過(guò)不斷的試驗(yàn)，當(dāng)輸入比例系數(shù)為260，積分系數(shù)為0，微分系數(shù)為140時(shí)，系統(tǒng)階躍響應(yīng)達(dá)到比較滿意的效果，系統(tǒng)階躍響應(yīng)如下圖：5ii102030105070Theollsel:LI自白晶迢治0采用這套PID參數(shù)時(shí)，二次擾動(dòng)作用下，置輸入為0系統(tǒng)框圖如下系統(tǒng)的輸出響應(yīng)如下圖：105as|2040eoi®140昌sBl加pA迢勻0色戈TmeDlfiEl0采用這套PID參數(shù)時(shí)，一次擾動(dòng)作用下，置輸入為0系統(tǒng)框圖如下系統(tǒng)的輸出響應(yīng)如下A活苗020151DID占D10tHeonset:o綜合以上各圖可以看出采用單回路控制，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)達(dá)到要求時(shí)，系統(tǒng)對(duì)一次，二次擾動(dòng)

16、的抑制效果不是很好。圖Q是采用串級(jí)控制時(shí)的情況，q1為一次擾動(dòng)，取階躍信號(hào);q2為二次擾動(dòng)，取階躍信號(hào)；PIDC1為主控制器，采用PD控制，PIDC2為副控制器，采用P控制；Go2為副對(duì)象，Go1為主對(duì)象；r為系統(tǒng)輸入，取階躍信號(hào)；y為系統(tǒng)輸出，它連接到示波器上，可以方便地觀測(cè)輸出。經(jīng)過(guò)不斷試驗(yàn)，當(dāng)PIDC1為主控制器輸入比例系數(shù)為550,積分系數(shù)為0,微分系數(shù)為80時(shí)；當(dāng)PIDC2為主控制器輸入比例系數(shù)為3,積分系數(shù)為0,微分系數(shù)為0時(shí)；系統(tǒng)階躍響應(yīng)達(dá)到比較滿意的效果，系統(tǒng)階躍響應(yīng)如下圖所示：0.508ID1Gie201占TrueoTTset:0采用這套PID參數(shù)時(shí)，二次擾動(dòng)作用下，置輸入為

17、0,系統(tǒng)的框圖如下昌自IO用月盹站畐|日塀W系統(tǒng)的輸出響應(yīng)如下圖采用這套PID參數(shù)時(shí)，一次擾動(dòng)作用下，置輸入為0，系統(tǒng)的框圖如下系統(tǒng)的輸出響應(yīng)如下圖綜合以上各圖可以看出，采用串級(jí)控制，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)達(dá)到要求時(shí)，系統(tǒng)對(duì)一次擾動(dòng)二次擾動(dòng)的抑制也能達(dá)到很好的效果。綜合單回路控制和串級(jí)控制的情況，系統(tǒng)的控制性能對(duì)比如下表所示。系統(tǒng)采用單回路控制和串級(jí)控制的對(duì)比控制品質(zhì)指標(biāo)單回路控制K=260，T=140串級(jí)控制K=550，T=80，K=3衰減率0.750.75調(diào)節(jié)時(shí)間5020殘偏差00二次階躍擾動(dòng)下的系統(tǒng)短期最大偏差0.00380.0006一次階躍擾動(dòng)下的系統(tǒng)短期最大偏差0.0130.0055從表中可

18、以看出系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程改善更為明顯，可見(jiàn)對(duì)二次擾動(dòng)的最大動(dòng)態(tài)偏差可以減小約6倍，對(duì)一次擾動(dòng)的最大動(dòng)態(tài)偏差也可以減小約2.4倍，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時(shí)間提高了2.5倍。單回路控制系統(tǒng)在副擾動(dòng)下的單位階躍響應(yīng)曲線如下103Z5_Q51020304050©700090100ITO時(shí)悒M:昌肖BFQ間E出越曰芻集串級(jí)控制系統(tǒng)在副擾動(dòng)作用下的節(jié)約響應(yīng)曲線如下通過(guò)對(duì)比兩曲線可以看出，串級(jí)控制系統(tǒng)中因?yàn)楦被芈返拇嬖?，?dāng)副擾動(dòng)作用時(shí)，副控制器會(huì)立即動(dòng)作，削弱干擾的影響，使被副回路抑制過(guò)的干擾再進(jìn)入主回路，對(duì)主回路的影響大大降低，相應(yīng)偏差也大大減小。實(shí)驗(yàn)四比值控制作業(yè)題目：3在例一中如系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)=e-

19、4$,其他參數(shù)不變，試對(duì)其進(jìn)行單閉環(huán)比15s+13值控制系統(tǒng)仿真分析，并討論G(s)二e-4s分母中“15"變化±10%時(shí)控制系統(tǒng)的魯棒15s+1性。(1)分析從動(dòng)量無(wú)調(diào)節(jié)器的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性。由控制理論知，開(kāi)環(huán)穩(wěn)定性分析是系統(tǒng)校正的前提。系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析可利用Bode圖進(jìn)行，編制MATLABBode圖繪制程序(M-dile)如下:clearallcloseallT=15;K0=3;tao=4;num=K0;den=T,1;G=tf(num,den'inputdelay',tao);margin(G)執(zhí)行該程序得系統(tǒng)的Bode圖如圖所示，可見(jiàn)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。幅值

20、裕量為6.77dB，對(duì)應(yīng)增益為2.2。(2)選擇從動(dòng)量控制器形式及整定其參數(shù)。K根據(jù)工程整定的論述，選擇PI形式的控制器，即G(s)=K+7。本處采用穩(wěn)定邊ps界法整定系統(tǒng)。先讓K=0，調(diào)整K使系統(tǒng)等幅振蕩(由穩(wěn)定性分析圖知在K=2.2附近時(shí)Ipp系統(tǒng)震蕩)，即使系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。系統(tǒng)Simulink框圖如下所示回NDmJ.>-siiroutToWMfepaceScs-s-edsS100%FileEditViewSimulationF口rmatToolsHelpFransferForTianspcrtZtelayMS遷I牛卓令卜|soo.oFID215S-MFIDCntrplkfTi

21、medfset;0調(diào)節(jié)P=0.3,1=0.02時(shí)，基本達(dá)到了振蕩臨界要求，其系統(tǒng)響應(yīng)圖如下所示:rScope"|J“回|_|前兀A13（3）系統(tǒng)過(guò)程仿真。單閉環(huán)比值控制過(guò)程相當(dāng)于從動(dòng)量變化的隨動(dòng)控制過(guò)程。假定主動(dòng)量由一常值10加幅度為0.3的隨機(jī)擾動(dòng)構(gòu)成，從動(dòng)量受均值為0、方差為1的隨機(jī)干擾。主動(dòng)量和從動(dòng)量的比值根據(jù)工藝要求及測(cè)量?jī)x表假定為3.系統(tǒng)的控制過(guò)程Simulink仿真框圖如圖所示。其中控制常量及隨機(jī)擾動(dòng)采用封裝形式。主動(dòng)控制量的封裝結(jié)構(gòu)如下：運(yùn)行結(jié)果如下所示（圖中曲線從上往下分別為從動(dòng)量跟蹤結(jié)果、主動(dòng)量給定值和隨機(jī)干擾）：可見(jiàn)除初始時(shí)間延時(shí)外，從動(dòng)量較好地跟隨主動(dòng)量變化而變

22、化，并且基本維持比值3有效地克服了主動(dòng)量和從動(dòng)量的擾動(dòng)。（4）單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)魯棒性分析要求分母中“15”變化10%，即積分時(shí)間為13.516.5，分析系統(tǒng)魯棒性。系統(tǒng)仿真框圖如圖a所示，圖b為延時(shí)選擇模塊Subsystem的展開(kāi)圖，改變積分時(shí)間常數(shù)為13.5,14,14.516.5共11個(gè)值。經(jīng)過(guò)運(yùn)行后在工作空間繪圖（使用語(yǔ)句：plot（tout,simout）；holdon；gridon）即可見(jiàn)到圖c的仿真結(jié)果。圖a系統(tǒng)仿真框圖圖b延時(shí)選擇模塊統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)FT心匚-A：31S352D15IDB100«x|2D02503D0EiIe：gdillieiflIjisertloaLsUt

23、skipMeLp圖c仿真結(jié)果分析圖c仿真結(jié)果可見(jiàn)，隨著延時(shí)環(huán)節(jié)的變化，從動(dòng)量跟隨主動(dòng)量的規(guī)律有較小變化但并未改變系統(tǒng)穩(wěn)定性及精度，說(shuō)明系統(tǒng)在積分時(shí)間發(fā)生10%變化時(shí)仍能正常工作，系統(tǒng)的魯棒性較強(qiáng)。作業(yè)題目：實(shí)驗(yàn)五解耦控制系統(tǒng)110.57s+13s+150.313s+15s+1參數(shù)不變，試?yán)脤?duì)角陣解耦方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過(guò)程控制。(1)求系統(tǒng)相對(duì)增益以及系統(tǒng)耦合分析kk110.5由式Q得系統(tǒng)靜態(tài)放大系數(shù)矩陣為1112kk-50.32122在例題中若輸入輸出之間傳遞關(guān)系改為Y1(s)Y(s)2即系統(tǒng)的第一放大系數(shù)矩陣為：p11p21p1211k系統(tǒng)的相對(duì)增益矩陣為：0.570.43A=0.430.57

24、22k21X(s)1X(s)2Q，其他k110.512k_-50.3_22由相對(duì)增益矩陣可以得知，控制系統(tǒng)輸入、輸出的配對(duì)選擇是正確的；通道間存在較強(qiáng)的相互耦合，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行解耦分析。2)確定解耦調(diào)節(jié)器根據(jù)解耦數(shù)學(xué)公式求解對(duì)角矩陣，即G(s)GP11(s)P21GQGP12(s)二P22/、/J/、/、G(s)G(s)-G(s)G(s)P11P22P12P21G(s(s)-G11(s22(s)P11P21-G(s)GQG氣kPX)P11P22128.7S2+52.8S+3.3-13.65S2-3S-0.15216.2S2+82.8S+5.8825S2+440S+55128.7S2+52.8S+

25、3.3采用對(duì)角矩陣解耦后，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示：135+1對(duì)角即冏韶耦被捽系統(tǒng)輸出比-13.65S2-3S-0.15216.2S1吃2-8S+9812E.TS2+mM.$S+孑丄21d.2S2+82.SS+5.8128于十52.出十3.3216.2S2+82.SS-i-5.80.3577T3771825S-+440S+55216JS82,SS+3,S111九1解耦前后系統(tǒng)的simulink階躍仿真框圖及結(jié)果如下1）不存在耦合時(shí)的仿真框圖和結(jié)果圖a不存在耦合時(shí)的仿真框圖（上）和結(jié)果（下）2）系統(tǒng)耦合Simulink仿真框圖和結(jié)果0151050'50200Timeoffset:0圖b系統(tǒng)耦合Simulink仿真框圖（上）和結(jié)果（下）3）對(duì)角矩陣解耦后的仿真框圖和結(jié)果1210864080100Timeoffset:0卜）Scope-|n|x|嘗自|戸於用|擁胡諳E）醬年圖c對(duì)角矩陣解耦后的仿真框圖（上）和結(jié)果（下）對(duì)比圖a和圖b可知，本系統(tǒng)的耦合影響主要體現(xiàn)在幅值變化和響應(yīng)速度上，但影響不顯著。其實(shí)不進(jìn)