积分分离PID控制仿真实验(计控实验三simulink)

一、实验目的与要求

1、学会PID三个系数的选取。
2、了解积分分离值的模拟实验选取。
3、掌握SIMULINK的仿真方法。

二、仿真软硬件环境

PC机,MATLAB R2012b。

三、实验原理

如图,R为输入,C为输出。计算机不断采入误差E,进行积分判别与PID运算,然后判断结果是否溢出(若溢出则取最大或最小值),最后将控制量输送给系统。
在这里插入图片描述

四、PID算法

PID控制规律为:在这里插入图片描述
其中:e(t)为控制器输入;u(t)为控制器输出。对上式进行零初始条件下的拉氏变换,得PID控制器的传递函数:在这里插入图片描述

五、整定调节参数与系统开环增益

用临界比例带法整定参数。设采样周期为50ms,先去掉微分与积分作用,只保留比例控制,增大KP,直至系统等幅振荡,记下振荡周期Tu和振荡时所用比例值Kpu,按以下公式整定参数(比例、积分、微分调节):
T=0.167Tu ,Kp=0.27Kpu ,TI=0.4Tu ,TD=0.22Tu

六、SIMULINK仿真结构图

在这里插入图片描述

七、自定义函数设计

实现积分分离功能的自定义函数设计(文件名jffl):
在这里插入图片描述

八、略

九、思考题

1、当积分分离值EI取得最大时,还是积分分离式控制吗?若取最小呢?
答:积分分离值EI取得最大或最小都不是积分分离式控制。

2、试分析比例控制、微分控制、积分控制在系统中的作用。
答:比例跟偏差成正比,决定响应速度;微分的作用使输出快速的跟定输入;积分的作用是使系统稳定后没有静差。.


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