控制系統(tǒng)仿真課程設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-02 06:15本頁(yè)面
【正文】 時(shí)間，在仿真過(guò)程如果預(yù)設(shè)的時(shí)間不足，可以即時(shí)修改。該欄中經(jīng)常還要設(shè)置的有仿真誤差，這有相對(duì)誤差 (Relative tolerance) 和絕對(duì)誤差 (Absolute tolerance) 兩項(xiàng)，系統(tǒng)默認(rèn)的相對(duì)誤差是 1/1000。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 控制系統(tǒng)仿真課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 (4 )啟動(dòng)仿真。 在 SIMULINK 中最常用的觀測(cè)儀器是示波器 (Scope)， 這時(shí)只要雙擊該示波器模塊就可以打開(kāi)示波器觀察到以波形表示的仿真結(jié)果。 圖 框圖 由于 系統(tǒng)特征方程中含有純滯后環(huán)節(jié)，它會(huì)降低系統(tǒng) 的穩(wěn)定性。 ()()1 ( ) ( ) (1 )spDsDs D s G s e ??? ?? 可得史密斯預(yù)估器補(bǔ)償后系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 39。拉氏變換的位移定理說(shuō)明 e?s僅僅將控制作用在時(shí)間座標(biāo)上推移了一個(gè)時(shí)間 ?，而控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程及其它性能指標(biāo)都與對(duì)象特性為 Gp(s)時(shí)完全相同。比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但是過(guò)大的比例，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。因?yàn)橛姓`差，積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，直至無(wú)差，積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一常值。反之 Ti 大則積分作用弱，加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。 微分調(diào)節(jié)作用：微分作用反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率，具有預(yù)見(jiàn)性，能預(yù)見(jiàn)偏差變化的趨勢(shì)，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，在偏差還沒(méi)有形成之前，已被微分調(diào)節(jié)作用消除。在微分時(shí)間 選擇合適情況下，可以減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時(shí)間 。此外，微分反應(yīng)的是變化率，而當(dāng)輸入沒(méi)有變化時(shí)，微分作用輸出為零。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 控制系統(tǒng)仿真課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6 第三章 方案設(shè)計(jì)及仿真結(jié)果 已知資料及設(shè)計(jì)要求 已知過(guò)程控制系統(tǒng)的被控廣義對(duì)象為一個(gè)帶延遲的慣性環(huán)節(jié)，其傳遞函數(shù)為 sessG 414 2)( ??? 設(shè)計(jì)要求： 分析系統(tǒng)，得到系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線； 設(shè)計(jì)合適的控制器，盡量滿 足穩(wěn)、準(zhǔn)、快三原則； 設(shè)計(jì) Smith 預(yù)估控制器； 比較不同控制器各自的優(yōu)缺點(diǎn) 經(jīng)典 PID 控制器設(shè)計(jì) 經(jīng)典的 PID一般使用下圖給出的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) , 其過(guò)程控制方式就是將被測(cè)參數(shù)由傳感器變換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入調(diào)節(jié)器，在調(diào)節(jié)器中 ,與設(shè)定值進(jìn)行比較 , 把比較出的差值 e( t ) 經(jīng) PID 運(yùn)算后送到執(zhí)行機(jī)構(gòu) , 改變進(jìn)給量 , 以達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 控制系統(tǒng)仿真課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 PID 控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來(lái)有兩大類： 一是理論計(jì)算整定法。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過(guò)工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。 PID 控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。但無(wú)論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需要在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善。 經(jīng)典 PID 控制器仿真結(jié)果 按照?qǐng)D SIMULINK 模塊 ,并將得到的 PID 參數(shù)帶入，得到如下結(jié)果： 圖 PID調(diào)節(jié)器時(shí)仿真波形 在進(jìn)行 PID 參數(shù)的的整定時(shí)，為了顯示不同參數(shù)對(duì)控制效果的影響，特選取下述三條曲線進(jìn)行比較： 圖 經(jīng)典 PID 控制器仿真模塊圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 控制系統(tǒng)仿真課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 曲線 1： kp= ki=0 kd= 控制效果差 曲線 2： kp= ki= kd=0 控制效果差 曲線 3： kp= ki= kd= 控制效果較好 smithpid 控制器設(shè)計(jì) 史密斯預(yù)估補(bǔ)償?shù)幕究刂撇呗允窃煲粋€(gè)過(guò)程參考模型 , 將延遲環(huán)節(jié) e^τ s 移出系統(tǒng)閉環(huán) , 使系統(tǒng)反饋信號(hào)不受 e^τ s 的影響 , 使系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)、穩(wěn)定性等得到相應(yīng)改善 , 系統(tǒng)響應(yīng)速度提高 , 適應(yīng)性強(qiáng)。 通過(guò) MATLAB 的 SIMULINK 仿真環(huán)境 , 可以很好的對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真 , 這大大縮短了模擬試驗(yàn)的時(shí)間 , 同時(shí)在實(shí)際工業(yè)控制中也提供了一種快捷簡(jiǎn)便的調(diào)整控制器參數(shù)的方法 , 可以根據(jù)不同的系統(tǒng)、不同的環(huán)境對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真 , 以獲取系統(tǒng)最適合的參數(shù) , 從而提高系統(tǒng)控制器參數(shù)整定的效率。
畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1