基于PID的爐溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真

1、電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院控制基礎(chǔ)課程實(shí)踐報(bào)告（控制基礎(chǔ)課程實(shí)踐）題 目：基于PID的爐溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真專(zhuān)業(yè)班級(jí)：自動(dòng)化101班學(xué) 號(hào)：20101757學(xué)生姓名：艾文鵬指導(dǎo)老師：楊國(guó)亮老師2012年12月24日目錄摘 要0第一章 緒 論11.1 課題背景及意義11.2 MATLAB GUI在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用11.3 本文工作簡(jiǎn)述2第二章 PID控制器的設(shè)計(jì)32.1 PID控制原理與程序流程32.1.1 模擬PID調(diào)節(jié)器32.1.2 數(shù)字PID控制器42.1.3 PID算法的程序流程42.2 微分先行PID控制器52.3 電阻爐系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立6第三章 GUI圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì)83.1 MATLA

2、B的GUI的界面設(shè)計(jì)83.2 GUI界面的建立8第四章 系統(tǒng)仿真性能的研究144.1 基于Sumilink的PID仿真144.2 微分先行和輸入濾波PID 控制算法144.3 系統(tǒng)性能測(cè)試15參考文獻(xiàn)18致謝1922摘 要PID（比例-積分-微分）控制器作為最早實(shí)用化的控制器已有70多年歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。PID控制器簡(jiǎn)單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器。PID控制器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、控制效果好、魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn)，是迄今為止最穩(wěn)定的控制方法。它所涉及的參數(shù)物理意義明確，理論分析體系完整，并為工程界所熟悉，因而在工業(yè)過(guò)程控制中得到了廣

3、泛應(yīng)用。從實(shí)際需要出發(fā)，一種好的PID控制器參數(shù)整定方法，不僅可以減少操作人員的負(fù)擔(dān)，還可以使系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。因此，對(duì)PID控制器參數(shù)整定法的研究具有重要的實(shí)際意義。本文介紹了PID控制技術(shù)的發(fā)展歷史和研究進(jìn)展。分析了傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字PID控制算法，并對(duì)傳統(tǒng)的PID控制算法進(jìn)行微分項(xiàng)和積分項(xiàng)的改進(jìn)，學(xué)習(xí)了幾種比較普遍運(yùn)用的方法，如不完全微分PID控制算法、微分先行PID控制算法等。利用MATLAB環(huán)境中圖形界面的設(shè)計(jì)技術(shù)構(gòu)建線性系統(tǒng)仿真教學(xué)軟件，其特點(diǎn)是可通過(guò)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型對(duì)時(shí)域及頻域的響應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)分析，并且可以進(jìn)行PID控制算法，在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，微分先行PID控制器，使得系統(tǒng)暫態(tài)性

4、能和穩(wěn)態(tài)性能較好，在調(diào)節(jié)時(shí)間、抑制超調(diào)量、穩(wěn)定性都要好。關(guān)鍵詞：PID控制；圖形界面；魯棒性；控制算法；微分先行第一章 緒 論1.1 課題背景及意義然而近年來(lái)隨著熱處理工藝廣泛應(yīng)用于加工過(guò)程,熱處理中溫度的控制精度和控制規(guī)律的優(yōu)劣直接影響到熱處理工藝的好壞。電阻爐是熱處理工藝中應(yīng)用最多的加熱設(shè)備,研究電阻爐溫度控制方法具有重要意義。工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用工業(yè)爐，如在冶金、化工等工礦企業(yè)以及賓館、學(xué)校、商場(chǎng)等公共場(chǎng)所。當(dāng)前，電阻爐溫度控制的主要問(wèn)題是：由于電阻爐是一個(gè)特性參數(shù)隨爐溫變化而變化的被控對(duì)象，爐溫控制具有單向性、大慣性、大滯后、時(shí)變性的特點(diǎn)。例如，其升溫單向性是由于電阻爐的升溫、保溫是依靠

5、電阻絲加熱，降溫則是依靠環(huán)境自然冷卻，當(dāng)其溫度一旦超調(diào)就很難用控制手段使其降溫，因而很難用數(shù)學(xué)方法建立精確的模型和確定參數(shù)。通過(guò)調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)Kp、積分系數(shù)Ki和微分系數(shù)Kd來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻爐的溫度控制。當(dāng)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，爐溫將穩(wěn)定在給定值上，從而實(shí)現(xiàn)了電阻爐的溫度控制。其目的是：利用現(xiàn)有的設(shè)備來(lái)實(shí)驗(yàn)，去了解要實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制系統(tǒng)，它所需的最基本的思想、過(guò)程以及解決問(wèn)題的思維方法。制作一個(gè)MATLAB GUI界面來(lái)實(shí)時(shí)觀察，也可作為自控原理、過(guò)程控制系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)和分析的工具?？梢詭椭?、深入、細(xì)致地掌握控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)及控制器整定的基本步驟和方法。參與改變模型參數(shù), 進(jìn)行仿真分析

6、, 觀察不同仿真結(jié)果, 當(dāng)模型參數(shù)變化時(shí),仿真曲線的變化能夠同時(shí)看到。本課題以目前國(guó)際上流行的MATLAB語(yǔ)言為開(kāi)發(fā)工具，研究并實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)仿真軟件，充分利用了MATLAB提供的強(qiáng)大功能。1.2 MATLAB GUI在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用MATLAB是控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)的一個(gè)卓越平臺(tái)，具有開(kāi)放的環(huán)境、功能極強(qiáng)的矩陣運(yùn)算、圖形繪制、數(shù)據(jù)處理、各種工具箱以及像“草稿紙”一樣的工作空間等許多優(yōu)點(diǎn)，為控制工程基礎(chǔ)的教學(xué)提供了一個(gè)連續(xù)的、有實(shí)用價(jià)值的工具。但命令繁多，分析起來(lái)過(guò)于零散，難于對(duì)控制系統(tǒng)的性質(zhì)有個(gè)整體的掌握，困此編制一個(gè)輔助教學(xué)工具箱是必要的。在MATLAB開(kāi)發(fā)平臺(tái)中，有可視化編程能力

7、很強(qiáng)的圖形用戶(hù)界面GUI，設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)輔助課程教學(xué)工具箱是完全可行的。借助 MATLAB語(yǔ)言有中具有可視化編程能力很強(qiáng)的圖形用戶(hù)界面GUI，構(gòu)建控制系統(tǒng) CAI課程教學(xué)應(yīng)用軟件的使用環(huán)境，開(kāi)發(fā)出操作簡(jiǎn)捷，形式靈活，界面友好，實(shí)用性強(qiáng)的人機(jī)對(duì)話窗口，提供一個(gè)方便的軟件操作平臺(tái)，計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)得到簡(jiǎn)化，同時(shí)也能提高學(xué)生動(dòng)手分析與設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。 使用本軟件教學(xué)系統(tǒng)，除了控制系統(tǒng)模型的參數(shù)設(shè)置通過(guò)鍵盤(pán)輸入以外，其他的全部工作都只需用鼠標(biāo)選擇菜單的操作來(lái)完成，且無(wú)需任何編程操作。1.3 本文工作簡(jiǎn)述第一章 介紹 MATLAB 語(yǔ)言在自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真中應(yīng)用的意義以及它的發(fā)展和應(yīng)用。

8、第二章 介紹控制系統(tǒng)的基本理論，PID控制器的設(shè)計(jì)（包括PID控制）。第三章 對(duì)MATLAB GUI進(jìn)行介紹，了解它的特點(diǎn)、功能及應(yīng)用。詳細(xì)論述控制系統(tǒng)仿真軟件的設(shè)計(jì)原理、思路、步驟、方法。第四章 通過(guò)控制系統(tǒng)仿真軟件對(duì)具體實(shí)例進(jìn)行仿真，系統(tǒng)仿真性能的研究，完善其功能，使之符合要求。第二章 PID控制器的設(shè)計(jì)2.1 PID控制原理與程序流程2.1.1 模擬PID調(diào)節(jié)器一、模擬PID控制系統(tǒng)組成，如圖2.1.1 圖2.1.1 模擬PID控制系統(tǒng)原理框圖二、模擬PID調(diào)節(jié)器的微分方程和傳輸函數(shù)PID調(diào)節(jié)器是一種線性調(diào)節(jié)器，它將給定值r(t)與實(shí)際輸出值c(t)的偏差的比例(P)、積分(I)、微分(

9、D)通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制。 1、PID調(diào)節(jié)器的微分方程 （2-1） 式中 2、PID調(diào)節(jié)器的傳輸函數(shù) （2-2）三、PID調(diào)節(jié)器各校正環(huán)節(jié)的作用1、比例環(huán)節(jié)：即時(shí)成比例地反應(yīng)控制系統(tǒng)的偏差信號(hào)e(t)，偏差一旦產(chǎn)生，調(diào)節(jié)器立即產(chǎn)生控制作用以減小偏差。2、積分環(huán)節(jié)：主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無(wú)差度。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)TI，TI越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。3、微分環(huán)節(jié)：能反應(yīng)偏差信號(hào)的變化趨勢(shì)(變化速率)，并能在偏差信號(hào)的值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào)，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減小調(diào)節(jié)時(shí)間。2.1.2 數(shù)字PID控制器一、模擬PID控制

10、規(guī)律的離散化，如表2.1.2所示模擬形式離散化形式表2.1.2 模擬PID控制規(guī)律的離散化二、數(shù)字PID控制器的差分方程 （2-3）式中 稱(chēng)為比例項(xiàng) 稱(chēng)為積分項(xiàng) 稱(chēng)為微分項(xiàng)三、常用的控制方式1、P控制 2、PI控制 3、PD控制 4、PID控制 四、PID算法的兩種類(lèi)型 1、位置型控制 （2-4） 2、增量型控制 （2-5）2.1.3 PID算法的程序流程一、 增量型PID算法的程序流程1、增量型PID算法的算式 （2-6）式中， （2-7）2、增量型和位置型PID算法的程序流程，如圖2.1.3所示 圖2.1.3 增量型和位置型PID算法的程序流程二、位置型PID算法的程序流程 1、位置型的遞

11、推形式 （2-8） 2、位置型PID算法的程序流程只需在增量型PID算法的程序流程基礎(chǔ)上增加一次加運(yùn)算u(n)+u(n-1)=u(n)和更新u(n-1)即可。三、對(duì)控制量的限制1、控制算法總是受到一定運(yùn)算字長(zhǎng)的限制2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置不允許超過(guò)上(或下)極限 2.2 微分先行PID控制器一、微分先行PID控制算法的基本原理微分先行是把對(duì)偏差的微分改為對(duì)被控量的微分，這樣，在給定值變化時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生輸出的大幅度變化。而且由于被控量一般不會(huì)突變，即使給定值已發(fā)生改變，被控量也是緩慢變化的，從而不致引起微分項(xiàng)的突變。微分項(xiàng)的輸出增量為 （2-9）相對(duì)于普通PID控制算法來(lái)說(shuō)微分先行PID算法的實(shí)質(zhì)是

12、將微分運(yùn)算提前進(jìn)行。微分運(yùn)算有兩種結(jié)構(gòu)一種是對(duì)輸出量的微分如圖2.2.1(a)所示另一種是對(duì)偏差的微分如圖2.2.1(b)所示。2.2.1(a)對(duì)輸出量先行微分PID算 2.2.1（b）對(duì)偏差量先行微分PID算法如圖2.2.1 (a)所示只對(duì)輸出量進(jìn)行微分它適用于給定量頻繁升降的場(chǎng)合可以避免升降給定值時(shí)所引起的超調(diào)量過(guò)大輸出動(dòng)作過(guò)分劇烈振蕩。圖2.2.1 (b)展示的結(jié)構(gòu)是對(duì)偏差值先行微分它對(duì)給定值和偏差值都有微分作用適用于串級(jí)控制的副控制回路。因?yàn)楦笨刂苹芈返慕o定值是由主控回路給定也應(yīng)對(duì)其作微分處理因此應(yīng)該在副控制回路中采用偏差PID控制。而通常所說(shuō)的“微分先行”P(pán)ID主要是指第一種方式即對(duì)

13、輸出量進(jìn)行微分。2.3 電阻爐系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立通常電阻爐的溫度控制可用以下模型定性描述 （2-10）式中： X-電阻爐內(nèi)溫升(指爐內(nèi)溫度與室溫溫差)；K-放大系數(shù)；-純滯后時(shí)間；t-加熱時(shí)間；T-時(shí)間系數(shù)；V-控制電壓理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:電加熱裝置是一個(gè)具有自平衡能力的對(duì)象，可用二階系統(tǒng)純滯后環(huán)節(jié)來(lái)描述。然而，對(duì)于二階不振蕩系統(tǒng)，通過(guò)參數(shù)辨識(shí)可以降為一階模型。因而一般可用一階慣性滯后環(huán)節(jié)來(lái)描述溫控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。所以，電阻爐溫度模型的傳遞函數(shù)為 （2-11）其中，K，T，分別為對(duì)象模型的靜態(tài)增益、純滯后時(shí)間常數(shù)和慣性時(shí)間常數(shù)，s為復(fù)變量。l)靜態(tài)增益K放大系數(shù)K又稱(chēng)為放大系數(shù)，是被控對(duì)象

14、重新達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的輸出變化量和輸入變化量之比，它是不隨時(shí)間變化的量。在相同的輸入變化作用下，被控對(duì)象的K越大，輸出變化量就越大，即輸入對(duì)輸出的影響越大，被控對(duì)象的自身穩(wěn)定性越差;反之，K越小，被控對(duì)象的穩(wěn)定性就越好。2)滯后時(shí)間T在過(guò)程控制中，很多被控對(duì)象在受到輸入變量的作用以后，其被控量并不立即發(fā)生改變，而是經(jīng)過(guò)一定時(shí)間才發(fā)生變化，這就是滯后現(xiàn)象，滯后時(shí)間下是描述這種現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)參數(shù)。3)時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)反映了被控對(duì)象受到輸入作用以后，輸出變量達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值的快慢，它決定了整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程的長(zhǎng)短，是被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)。第三章 GUI圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì)3.1 MATLAB的GUI的界面設(shè)計(jì)MATL

15、AB可以創(chuàng)建圖形用戶(hù)界面GUI（GraphicalUserInterface），它是用戶(hù)和計(jì)算機(jī)之間交流的工具。MATLAB將所有GUI支持的用戶(hù)控件都集成在這個(gè)環(huán)境中并提供界面外觀、屬性和行為響應(yīng)方式的設(shè)置方法，隨著版本的提高，這種能力還會(huì)不斷加強(qiáng)。由窗口、光標(biāo)、按鍵、菜單、文字說(shuō)明等對(duì)象(Ob2ject)構(gòu)成的一個(gè)用戶(hù)界面。用戶(hù)通過(guò)一定的方法(如鼠標(biāo)或鍵盤(pán))選擇、激活這些圖形對(duì)象,使計(jì)算機(jī)產(chǎn)生某種動(dòng)作或變化,比如實(shí)現(xiàn)計(jì)算、繪圖等。假如科技工作者僅僅執(zhí)行數(shù)據(jù)分析、解方程等工作,一般不會(huì)考慮GUI的制作。但是如果想向客戶(hù)提供應(yīng)用程序,想進(jìn)行某種技術(shù)、方法的演示,想制作一個(gè)供反復(fù)使用且操作簡(jiǎn)單的

16、專(zhuān)用工具,那么圖形用戶(hù)界面是最好的選擇之一。Matlab為表現(xiàn)其基本功能而設(shè)計(jì)的演示程序demo是使用圖形界面的最好范例。Matlab的用戶(hù)在指令窗口中運(yùn)行demo打開(kāi)圖形界面后,只要用鼠標(biāo)進(jìn)行選擇和點(diǎn)擊,就可瀏覽豐富多彩的內(nèi)容。開(kāi)發(fā)實(shí)際的應(yīng)用程序時(shí)應(yīng)該盡量保持程序的界面友好,因?yàn)槌绦蚪缑媸菓?yīng)用程序和用戶(hù)進(jìn)行交互的環(huán)境。在當(dāng)前情況下,使用圖形用戶(hù)界面是最常用的方法。提供圖形用戶(hù)界面可使用戶(hù)更方便地使用應(yīng)用程序,不需要了解應(yīng)用程序怎樣執(zhí)行各種命令,只需要了解圖形界面組件的使用方法;同時(shí),不需要了解各種命令是如何執(zhí)行的,只要通過(guò)用戶(hù)界面進(jìn)行交互操作就可以正確執(zhí)行程序3.2 GUI界面的建立1、打開(kāi)

17、GUI或在MATLAB指令窗中運(yùn)行g(shù)uide得到如圖3-1所示：圖3-12、選則 Blank GUI 空白GUI設(shè)計(jì)工作臺(tái)，如下圖所示，包含以下4個(gè)功能區(qū)：（1） 菜單條（2） 編輯工具條（3） 控件模板區(qū)（4） 設(shè)計(jì)工作區(qū)：圖形用戶(hù)界面設(shè)計(jì)在該區(qū)域進(jìn)行， 引出圖所示的界面設(shè)計(jì)工具。如圖3.2所示圖3.2用鼠標(biāo)拖動(dòng)“工作區(qū)”右下角的“小黑塊”，使工作區(qū)的大小與圖與圖大小相當(dāng)點(diǎn)擊“軸Axes”控件圖標(biāo)，然后在工作區(qū)中的適當(dāng)位置，拉出適當(dāng)大小的繪圖區(qū)。類(lèi)似上步操作，通過(guò)點(diǎn)擊相應(yīng)的“靜態(tài)文本Static Text”、可編輯文本“Edit Text”、按鍵“Push Button”用鼠標(biāo)拖拉出相應(yīng)的控

18、件。3、圖形窗口和控件的某些參數(shù)進(jìn)行設(shè)置雙擊工作區(qū)或控件可引出圖形和相應(yīng)控件的“屬性編輯框Property Inspector”。圖顯示的是軸屬性的編輯框。如圖3.3圖3.3一、在圖形的屬性編輯框中，設(shè)置如下屬性值：Name Myguil %圖形窗口的名稱(chēng)Resize on %圖形可以縮放Tag figure1 %生成handles.figurel域存放圖形窗句柄二、在軸屬性編輯框中，設(shè)置如下屬性值：Box off %軸不封閉Uint normalized %采用相對(duì)度量單位，縮放時(shí)保持比例Tag axes1 %生成handles. axes1域存放圖形窗句柄Xlim 0,30 %X軸范圍Yl

19、im 0,50 %Y軸范圍三、在圖形上方的靜態(tài)文本的屬性編輯框中，作如下屬性設(shè)置：FontSize 0.7 %字體大小FontUints normalized %采用相對(duì)度量單位，縮放時(shí)保持比例HorizontalAlignment Center %文字中心對(duì)齊Sting 液位PID控制仿真曲線 %顯示在界面上得的字符Tag title_text %生成handles. title_text域存放圖形窗句柄Uint normalized %采用相對(duì)度量單位，縮放時(shí)保持比例四、在可編輯文本上方的靜態(tài)文本的屬性編輯框中，作如下屬性設(shè)置：FontSize 0.6 %字體大小FontUints nor

20、malized %采用相對(duì)度量單位，縮放時(shí)保持比例HorizontalAlignment Center %文字中心對(duì)齊Sting 控制水位： %顯示在界面上得的字符Tag edit_text %生成handles. edit_text域存放圖形窗句柄Uint normalized %采用相對(duì)度量單位，縮放時(shí)保持比例五、在可編輯文本的屬性編輯框中，作如下屬性設(shè)置：FontSize 0.6 %字體大小FontUints normalized %采用相對(duì)度量單位，縮放時(shí)保持比例HorizontalAlignment Center %文字中心對(duì)齊Sting %顯示在界面上得的字符Tag zeta_ed

21、it %生成handles. zeta_edit_text域存放圖形窗句柄Uint normalized %采用相對(duì)度量單位，縮放時(shí)保持比例六、在上按鍵的屬性編輯框中，作如下屬性設(shè)置：FontSize 0.6 %字體大小FontUints normalized %采用相對(duì)度量單位，縮放時(shí)保持比例HorizontalAlignment Center %文字中心對(duì)齊Sting Grid on %顯示在界 面上得的字符Tag GridOn_push %生成handles. GridOn_push域存放圖形窗句柄Uint normalized %采用相對(duì)度量單位，縮放時(shí)保持比例七、在上按鍵的屬性編輯框

22、中，作如下屬性設(shè)置：FontSize 0.6 %字體大小FontUints normalized %采用相對(duì)度量單位，縮放時(shí)保持比例HorizontalAlignment Center %文字中心對(duì)齊Sting Grid off %顯示在界面上得的字符Tag GridOff_push %生成handles. GridOff_push域存放圖形窗句柄Uint normalized %采用相對(duì)度量單位，縮放時(shí)保持比例精細(xì)調(diào)整控件的大小以及他們相對(duì)位置，根據(jù)顯示在控件上的文字等，通過(guò)鼠標(biāo)拖拉，或更精細(xì)地通過(guò)設(shè)置決定控件大小的屬性值，使控件大小更加合適、協(xié)調(diào)。用鼠標(biāo)選擇要進(jìn)行相對(duì)位置調(diào)整的有關(guān)控件；然

23、后點(diǎn)擊位置工具圖標(biāo)，引出排列對(duì)話窗；在此窗上選定適當(dāng)?shù)呐帕蟹绞胶?，再點(diǎn)擊【Apply】，就可實(shí)現(xiàn)幾何位置的調(diào)整；參見(jiàn)圖3.4所示圖3.4八、創(chuàng)建菜單1、點(diǎn)擊“菜單編輯器”圖標(biāo)，引出空白菜單編輯對(duì)話窗2、點(diǎn)擊“菜單編輯對(duì)話窗”最左上方的“新菜單New Menu”圖標(biāo)，在左側(cè)空白窗口中，出現(xiàn)“Untitled1”圖標(biāo)；再點(diǎn)擊此圖標(biāo)，就在右側(cè)引出類(lèi)似于圖右側(cè)的填寫(xiě)欄；在“Lable”中填寫(xiě)Options；在“Tag”中填寫(xiě)optios；于是左側(cè)的“Untiled1”圖標(biāo)變成“Options”圖標(biāo)。3、先點(diǎn)亮左側(cè)的“Options”圖標(biāo)，再點(diǎn)擊菜單編輯對(duì)話窗上的“心菜單項(xiàng)New Menu Iterm”

24、圖標(biāo),就引出待定義的菜單項(xiàng)；在左側(cè)的“Lable”填寫(xiě)B(tài)ox on,在“Tag”填寫(xiě)box_on。重復(fù)該小步的操作，建立另一個(gè)菜單項(xiàng)Box off,如圖3.5圖3.5九、界面的激活和回調(diào)函數(shù)生成 經(jīng)以上操作后，工作臺(tái)上所制作的界面外形及所含構(gòu)件已經(jīng)符合設(shè)計(jì)要求，但這個(gè)界面各構(gòu)件之間的通訊還沒(méi)有建立，為此必須激活處理。點(diǎn)擊工作臺(tái)上“激活A(yù)ctivate Figure”工具圖標(biāo)，就引出2個(gè)界面：名為Myguil的圖形用戶(hù)界面；展示名為myguil的M函數(shù)文件的文件編輯器界面。在此同時(shí)，在當(dāng)前目錄上，由MATLAB自動(dòng)生成2個(gè)文件，即Myguil.fig和目myguil.m。第四章 系統(tǒng)仿真性能的研

25、究4.1 基于Sumilink的PID仿真一、Sumilink的連接圖，見(jiàn)圖4.1圖4.1連接圖分析：此模型中包含一個(gè)慣性環(huán)節(jié)和一個(gè)滯后環(huán)節(jié)。由于計(jì)算機(jī)不能識(shí)別連續(xù)系統(tǒng)，因此本系統(tǒng)前面加一個(gè)零階保持器，進(jìn)行離散化。經(jīng)過(guò)調(diào)解得到合理的圖形，和合理的PID參數(shù)。二、PID調(diào)節(jié)的結(jié)果仿真圖分析：合理的PID參數(shù)應(yīng)該是不允許太大的超調(diào)，在最短的時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定值。4.2 微分先行和輸入濾波PID 控制算法微分先行PID控制算法的特點(diǎn)是只對(duì)輸出量進(jìn)行微分，而對(duì)給定值不進(jìn)行微分。這樣，在改變給定值時(shí)，輸出不會(huì)改變，而且由于被控量一般不會(huì)突變，即使給定值已發(fā)生改變，被控量也是緩慢變化的，從而不致引起微分項(xiàng)的突變。微分先行PID控制算式為: （4-1）輸入濾波,輸入濾波就是在計(jì)算微分項(xiàng)時(shí)，不是直接應(yīng)用當(dāng)前時(shí)刻的誤差e(n)，而是采用濾波值e(n)，即用過(guò)去和當(dāng)前四個(gè)采樣時(shí)刻的誤差的平均值，再通過(guò)加權(quán)求和形式近似構(gòu)成微分項(xiàng) （4-2） （4-3）仿真分析:設(shè)被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為: G(s) = e-60t400s+14.3 系統(tǒng)性