計算機控制課程設(shè)計--pid控制算法的matlab仿真研究(參考版)
2025-06-08 14:16本頁面
【正文】 適當(dāng)增強微分作用，能夠在一定程度上改善大慣性對象動態(tài)性能，在滿足超調(diào)量要求的情況下加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度。 三、 分析與總結(jié) 通過上面的仿真研究可知，對于大慣性、大滯后的被控對象采用 PID進行控制時，要取得較好的控制效果，需要合理里設(shè)置積分時間常數(shù)和微分時間常數(shù)， PID控制器無法克服被控對象的純滯后，故起始時刻偏差信號較大，積分作用太強時就會使得系統(tǒng)振蕩次數(shù)大、調(diào)整時間長，甚至使得系統(tǒng)不穩(wěn)定。 圖 18 在保持其它參數(shù)不變的情況下得到其階躍響應(yīng)曲線如圖 19所示 。 圖 16 在保持其它參數(shù)不變的情況下得到其階躍響應(yīng)曲線如圖 17所示 。 圖 15 由響應(yīng)曲線可知，系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)后， 控制器輸出后 位置 的 擾動信號將使得控制系統(tǒng)的輸出產(chǎn)生波動，但通過控制器的作用，控制系統(tǒng)經(jīng)過一個過渡過程后將會恢復(fù)原來的穩(wěn)定狀態(tài)。 圖 13 ? 在原控制系統(tǒng)仿真框圖中控制器輸出后 位置加脈沖擾動 ， 幅值為 ， 干擾作用于 500s， 得到圖 14 所示的框圖。 ? 控制器輸出后 位置 的擾動對控制效果的影響： ? 在原控制系統(tǒng)仿真框圖中控制器輸出后 位置加階躍擾動 ， 幅值為 ， 干擾作用于 500s， 得到圖 12 所示的框圖。 1O u tZ 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 e0 . 2 5Kp3Kd0 . 0 0 1KI( 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 eD e a d Z o n eA d d圖 11 從響應(yīng)曲線可知， 加入 死區(qū)非線性對控制效果影響比較大，上升過程曲線發(fā)生畸變，過渡過程時間變長，超調(diào)量減小， 控制效果變壞 。 ? 在原控制系統(tǒng)仿真框圖中控制器輸出后 加死區(qū)非線性，死 區(qū) 時間為 ，得到圖 10所示的框圖。r39。 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100000 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 4圖 8 在保持其它參數(shù)不變的情況下得到其階躍響應(yīng)曲線如圖 9所示。系統(tǒng)的非線性將會對控制器的控制效果產(chǎn)生影響，下面通過仿真研究非線性對 PID控制器控制效果的影響。又各性能指標(biāo)的變化量都比較小，故可知，當(dāng)純滯后時間常數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時，對 PID控制器的控制效果不會產(chǎn)生太大影響。r39。又各性能指標(biāo)的變化量都比較小，故可知，當(dāng)被控對象的慣性時間常數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時，對 PID控制器的控制效果不會產(chǎn)生太大影響。r39。從被控對象的比例系數(shù)變化時系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)可知，當(dāng)被控對象的比例系數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時，對 PID控制器的控制效果不會產(chǎn)生太大影響。) 相對參數(shù)未變時單位階躍響應(yīng)而言，系統(tǒng)的超調(diào)量增大，上升時間和調(diào)整時間都減小，但是，各性能指標(biāo)的變化量都比較小。 i. 當(dāng)被控對象的比例系數(shù)增大 5%時，系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖 5 所示，此時系統(tǒng)的個暫態(tài)性能指標(biāo)為： Mp = %， tr = 129， ts = 410 圖 5 程序： p
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