計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)--pid控制算法的matlab仿真研究-展示頁
2025-06-16 14:16本頁面
【正文】 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(gè)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(duì)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(shí)驗(yàn)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。 b) 令積分時(shí)間常數(shù) TI = ∞，微分時(shí)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。持續(xù)等幅震蕩如圖 2所示。 圖 3 程序： plot(tout,yout) grid on 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100000 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 4由響應(yīng)曲線可知，此時(shí)系統(tǒng)雖然穩(wěn)定，但是暫態(tài)性能較差，超調(diào)量過大，且響應(yīng)曲線不平滑。 2) 減小采樣周期后，通過增大積分時(shí)間常數(shù)來保證系統(tǒng)穩(wěn)定。 改變控制器參數(shù)后得到系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線如圖 4所示，系統(tǒng)的暫態(tài)性能得到明顯改善。穩(wěn)態(tài)誤差為 ess = 0。一個(gè)性能優(yōu)良的控制器應(yīng)該在系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)依然具有良好的控制性能，既具有較強(qiáng)的魯棒性。下面通過仿真分析被控對(duì)象參數(shù)變化時(shí) PID控制器的控制效果。r39。這是因?yàn)?，被控?duì)象的比例系數(shù)增大使得系統(tǒng)的開環(huán)增益變大，故而系統(tǒng)響應(yīng)的快速性得到提高，但超調(diào)量也隨之增大。 ii. 當(dāng)被控對(duì)象的慣性時(shí)間常數(shù)增大 5%時(shí)，系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖 5所示，此時(shí)系統(tǒng)的個(gè)暫態(tài)性能指標(biāo)為： Mp = %， tr = 175， ts = 475 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100000 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 4 圖 6 程序： plot(tout,yout) grid on hold on plot(tout,yout,39。) 相對(duì)參數(shù)未變時(shí)單位階躍響應(yīng)而言，被控對(duì)象的慣性時(shí)間常數(shù)增大使得系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢，故而，使得系統(tǒng)的超調(diào)量減小，上升時(shí)間和調(diào)整時(shí)間都增大。 iii. 當(dāng)被控對(duì)象的純滯后時(shí)間常數(shù)增大 5%時(shí)，系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖 7 所示，此時(shí)系統(tǒng)的個(gè)暫態(tài)性能指標(biāo)為： Mp = %， tr = 135， ts = 415 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100000 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 4 圖 7 程序： plot(tout,yout) grid on hold on plot(tout,yout,39。) 相對(duì)參數(shù)未
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