计算机控制技术实验二
上传者：陈瑞诺|上传时间：2015-05-07|密次下载
计算机控制技术实验二
北方科技学院 计算机控制技术实验
姓名：王崇瑶
学号：B24130124
实验二 数字PID控制器的设计
一、 实验目的
1、了解数字PID控制算法的实现；
2、掌握PID控制器参数对控制系统性能的影响；
3、能够运用MATLAB/Simulink 软件对控制系统进行正确建模并对模块进行正确的参数设置；
4、加深对理论知识的理解和掌握；
5、掌握计算机控制系统分析与设计方法。
二、 实验设备及仪器
装有MATLAB 软件的PC微机一台。
三、 实验内容
1、实验原理
1?e?Ts
数字PID控制系统原理图如图1所示，其中Gp(s)为被控对象；为零s阶保持器；T为采用周期。
内容需要下载文档才能查看图1 数字PID控制系统的原理图
PID控制器的脉冲传递函数为：
D(z)?KP?KI1?KD(1?Z?1) ?11?Z
其中KP、KI和KD分别为比例系数、积分系数和微分系数。
2、实验内容
已知被控对象为GP(s)?10，采样周期T=0.1s。试运用MATLAB 软(s?1)(s?2)
件中的simulink建立数字PID控制系统的仿真模型。Simulink模型如图2所示。 2
图2 Simulink仿真图
四、 实验步骤及结果
1、P控制单独作用下，增加KP，直到系统发生等幅振动，观察实验现象，并记录此时的KP值。
内容需要下载文档才能查看
图3Simulink仿真图
由示波器观察到的图形：
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图4
内容需要下载文档才能查看
3
系统发生等幅振动时，此时的Kp值为0.25.
当比例系数增大时。波形如下图所示：
内容需要下载文档才能查看
图5
增大比例系数Kp一般将加快系统的响应，在有静差的情况下有利于减小静差。但过大会使系统有较大的超调，并产生振荡，使系统稳定性变坏。
2、PI控制作用下，给定KP，增加KI，观察实验现象，比较分析积分对控制系统性能的影响。
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图6 Simulink仿真图
（1） 在PI控制作用下,给定Kp=0.35，Ki=0.1时。由示波器观察到的图形： 4
图7
在PI控制作用下,给定Kp=0.35，Ki增大时：
内容需要下载文档才能查看
图8
增大积分时间Ki有利于减小超调，减小振荡，使系统更加稳定，但系统静差的消除将随之减慢。
3、PID控制作用下，给定KP和KI，增加KD，察实验现象，比较分析积分对控制系统性能的影响。
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5
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