計算機(jī)控制課程設(shè)計--pid控制算法的matlab仿真研究(已修改)
2025-06-20 14:16 本頁面
【正文】 《計算機(jī)控制技術(shù)》課程設(shè)計 題目： PID 控制算法的 MATLAB 仿真研究 專業(yè)：自動化 班級：三班 學(xué)號： 姓名： 時間： 2021 年 12 月 24 日 2021 年 12 月 29 日 PID 控制算法的 MATLAB 仿真研究 一、 課程設(shè)計目的和要求 1)通過本課程設(shè)計進(jìn)一步鞏固 PID算法基本理論以及數(shù)字控制器實現(xiàn)的認(rèn)識和掌握，歸納和總結(jié) PID控制算法在實際運(yùn)用中的一些特性； 2) 熟悉 MATLAB 語言及其在控制系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用，提高學(xué)生對控制系統(tǒng)程序設(shè)計的能力。 通過查閱資料，了解 PID算法研究現(xiàn)狀和研究領(lǐng)域，充分理解設(shè)計內(nèi)容， 對 PID算法的基本原理與運(yùn)用進(jìn)行歸納和總結(jié)，并 獨立完成設(shè)計實驗和總結(jié)報告。 二、 課程設(shè)計的基本內(nèi)容及步驟 1. 任務(wù)的提出 PID控制算法是實際工業(yè)控制中應(yīng)用最為廣泛的控制算法，它具有控制器設(shè)計簡單，控制效果好等優(yōu)點。 PID控制器參數(shù)的設(shè)置是否合適對其控制效果具有很大的影響，在本課 設(shè)計中 采用帶純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)作為系統(tǒng)的被控對象模型，傳遞函數(shù)為 () 1 dsfKeGs Ts??? ? ， 其中各參數(shù)分別為： 30K? ， 630fT ? ， 60d? ? 。 MATLAB仿真框圖如圖 1所示。 圖 1 1O u t 1Z e r o O r d e rH o l dT r a n s p o r tD e l a y306 3 0 s + 1T r a n s f e r F S t e pS co p e1Kp1Kd1KI( z 1 )zD i s cr e t eZ e r o P o l e 1z( z 1 )D i s cr e t eZ e r o P o l eA d d PID控制算法的仿真研究從以下 4個方面展開： （ 1） PID控制器調(diào)節(jié)參數(shù) ,P I DK K K 的整定 PID 參數(shù)的選定對控制系統(tǒng)能否得到好的控制效果是至關(guān)重要的， PID 參數(shù)的整定方法有很多種，可采用理論整定法（如 ZN法）或者實驗確定法（比如擴(kuò)充臨界比例度法、試湊法等），也可采用如模糊自適應(yīng)參數(shù)整定、遺傳算法參數(shù)整定等新型的 PID 參數(shù)整定方法。在此處選用擴(kuò)充臨界比例度法對 PID進(jìn)行整定，其過程如下： a) 選擇一個足夠短的采樣周期 Ts ，由于被控對象中含有純滯后，且其滯后時間常數(shù)為 τd = 60，故可選擇采樣周期 Ts =1。 b) 令積分時間常數(shù) TI = ∞，微分時間常數(shù) TD = 0， 逐漸加大 比例系數(shù) KP（即減小比例度 δ = 1/KP） ， 直到 KP = Kk = ，控制系統(tǒng) 發(fā)生 持續(xù)等幅震蕩。 記下 時系統(tǒng)發(fā)生震蕩的臨界比例度 δk = = （即 δk = 1/Kk） 和振蕩周期 Tk = 。持續(xù)等幅震蕩如圖 2所示。 圖 2 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 . 500 . 511 . 52程序： plot(tout,yout) c) 選擇控制度為 Q = ，按下面公式計算各參數(shù)： KP = TI
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