最新基于matlab的汽車運動控制系統(tǒng)設計仿真(編輯修改稿)
2025-07-16 13:33 本頁面
【文章內容簡介】 ([)(0dttdeTdtteTteKtuDtIP++=242。模擬PID控制器的微分方程為 :Kp為比例系數(shù)；TI為積分時間常數(shù)；TD為微分時間常數(shù)。取拉氏變換 ，整理后得PID控制器的傳遞函數(shù)為 ： 其中： ——積分系數(shù)； ——微分系數(shù)。在本題中可知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：（P）控制器的設計首先選擇P校正，即在系統(tǒng)中加入一個比例放大器，也就是在系統(tǒng)中加入一個比例放大器，為了大幅度降低系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，同時減小上升時間。P校正后系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為:Y(s)U(s)=Kpms+(b+Kp)按文中數(shù)據(jù)我們取kp=600，原系統(tǒng)b=60，m=1200。利用MATLAB進行閉環(huán)系統(tǒng)的單位階躍輸入響應仿真。仿真程序如下：kp=600。b=60。m=1200。t=[0::7]。y=[kp]。u=[m b+kp]。sys1=tf(y,u)。[y1,t]=step(sys1,t)。sys1。plot(t,y1)。grid。xlabel(39。Time (seconds)39。), ylabel(39。Step Response39。) 具體分析：令Φps=Kpms+(b+Kp)=kTs+1比較系數(shù)得T=16/17，一階系統(tǒng)的階躍響應是一個按指數(shù)規(guī)律單調上升的過程，其動態(tài)性能指標中不存在超調量、峰值時間、上升時間等項。按一階系統(tǒng)的過渡過程時間定義：ts=3T，計算得ts=，當增大系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)Kp會使T減小，ts減小。經(jīng)過P校正后上升時間明顯減小，%，還是不能滿足要求，也不能再5秒內上升到穩(wěn)定。（PI）控制器設計利用PI校正改進系統(tǒng)，PI控制不僅給系統(tǒng)引進一個純積分環(huán)節(jié)，而且還引進一個開環(huán)零點。純積分環(huán)節(jié)提高了系統(tǒng)的型別，從而有效的改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，但穩(wěn)定性會有所下降。所以，比例加積分環(huán)節(jié)可以在對系統(tǒng)影響不大的前提下，有效改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。PI校正后的閉環(huán)傳遞環(huán)數(shù)為:Φpis=Kps+Kims2+b+Kps+Ki利用MATLAB進行閉環(huán)系統(tǒng)的單位階躍輸入響應仿真程序如下：b=60。m=1200。kp=300。ki=70。t=[0:1:45]。y=[kp ki]。u=[m b+kp ki]。sys2=tf(y,u)。[y2,t2]=step(sys2,t)。plot(t2,y2)。grid。xlabel(39。Time (seconds)39。), ylabel(39。Step Response39。) 仿真結果圖形如下圖仿真結果分析：Φpis=Kps+Kims2+b+Kps+Ki=τs+zT2s2+2ξTs+1此系統(tǒng)為具有一個零點的二階系統(tǒng)，零點對此系統(tǒng)的動態(tài)性能分析參考教材《自動控制原理》分析如下：把上式寫成為Φs=1T2s2+2ξTs+1+τsT2s2+2ξTs+1=Φ
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