實驗：連續(xù)系統(tǒng)的PID控制器參數(shù)整定、PID參數(shù)仿真

實驗一：連續(xù)系統(tǒng)的PID控制器參數(shù)整定實驗要求：1-設(shè)被控對象為：G(s)=——: ，其中A為班號，B為學(xué)號，C所在微機號。S3+Bs2+Cs輸入信號為單位階躍信號，采樣周期為0.1。.請按圖1所示應(yīng)用MATLAB軟件環(huán)境的SIMULINK模塊搭建控制系統(tǒng)；例如：2.應(yīng)用PID控制器進行控制，采用穩(wěn)定邊界法(臨界比例度法)進行控制器參數(shù)整定，整定步驟如下：(1)在純比例作用下投入運行。即：PID控制器的比例系數(shù)Kp從小到大取值，積分系數(shù)K=0，微分系數(shù)Kd=0時，獲得臨界穩(wěn)定(等幅振蕩)曲線。如圖2所示：Tk圖2⑵記錄等幅振蕩時的臨界比例度5k值和臨界振蕩周期二值。應(yīng)用表1中的經(jīng)驗公式計算出5,T，T"勺值。節(jié)器參數(shù)控制規(guī)8 ?:71TdPI|1^2PID1.滴0.57K。?藥Ti(3)根據(jù)計算出的5T,TD值，換算出比例系數(shù)Kp,積分系數(shù)K,微分系數(shù)Kd的值。換算公式為：p5k=M,iTTkd=KpT.(4)將計算值賦給PID控制器運行，觀察記錄其響應(yīng)曲線。3.詳細記錄實驗過程，運算過程以及響應(yīng)曲線，提取響應(yīng)曲線的性能指標：超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間。實驗二：離散系統(tǒng)的數(shù)字PID仿真實驗要求：設(shè)被控對象形式為：G(s)=——-——，采樣時間為0.1s，采用Z變換進行s3+Bs2+Cs離散化，離散化對象為：yout(k)=一den(2)yout(k-1)一den(3)yout(k-2)一den(4)yout(k-3)+num(2)u(k一1)+num⑶u(k一2)+num(4)u(k一3)(num 分子，den 分母)應(yīng)用以下程序?qū)崿F(xiàn)對離散系統(tǒng)的數(shù)字PID仿真控制，得到響應(yīng)曲線。%PIDControllerclearall;closeall;ts=0.1;sys=tf(1,[1,25,20,0]);dsys=c2d(sys,ts,'z');[num,den]=tfdata(dsys,'v');u_1=0.0;u_2=0.0;u_3=0.0;y_1=0.0;y_2=0.0;y_3=0.0;x=[0,0,0]';error_1=0;fork=1:1:1500time(k)=k*ts;kp=100;ki=10;kd=100;rin(k)=1; %StepSignalu(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3);%PIDController%Restrictingtheoutputofcontrollerifu(k)>=10u(k)=10;endifu(k)<=-10u(k)=-10;end%Linearmodelyout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2-den(4)*y_3+num(2)*u_1+num(3)*u_2+num(4)*u_3;

error(k)=rin(k)-yout(k);%Returnofparametersu_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k);y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=yout(k);x(1)=error(k); %CalculatingPx(2)=(error(k)-error_1)/ts;%CalculatingDx(3)=x(3)+error(k)*ts; %CalculatingIerror_1=error(k);endfigure(1);plot(time,rin,'k',time,yout,'r');xlabel('time(s)'),ylabel('rin,yout');E.il