《matlab-pid-(比例微分控制)kp-ki-kd討論》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、電氣信息學(xué)院武漢工程大學(xué)SchoolofElectricalandInformationEngineeringWuhanInstituteofTechnology實(shí)驗(yàn)名稱:控制系統(tǒng)的根軌跡分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模撼醪搅私饣赟imulation的控制系統(tǒng)數(shù)字仿真方法掌握基于Matlab的控制系統(tǒng)的根軌跡分析方法實(shí)驗(yàn)任務(wù)：1）已知單位反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，試設(shè)計(jì)PID控制器，并進(jìn)行單位階躍響應(yīng)分析。2）被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為，用Simulink建模并分析其單位階躍響應(yīng)。用MATLAB命令繪出其根軌跡圖。實(shí)驗(yàn)步驟：總

2、述：第一部分為課本上1.、2.以及例B-3題的Matlab根軌跡圖仿真。第二部分詳細(xì)討論實(shí)驗(yàn)報(bào)告上的（1）（2）第三部分為總結(jié)一．熟悉基本知識(shí)1.Continuous（連續(xù)環(huán)節(jié)）2.Discontinuities(非線性環(huán)節(jié))3.Discrete（離散環(huán)節(jié)）4.MathOperations（數(shù)學(xué)運(yùn)算環(huán)節(jié)）5.Sinks（輸出方式）6.Sources（輸入源）7.Pole極點(diǎn)8.damping（阻尼）第一部分：根軌跡繪圖圖1-1例題B-3截圖PageXII電氣信息學(xué)院武漢工程大學(xué)SchoolofElectric

3、alandInformationEngineeringWuhanInstituteofTechnology1.說(shuō)明：如上圖可見，左圖為零極點(diǎn)分布，右圖為關(guān)于K的根軌跡圖，中間為程序圖。有兩個(gè)對(duì)稱的復(fù)數(shù)極點(diǎn)，零點(diǎn)一個(gè)，即可判斷根軌跡有兩條分支，如右圖所示。同時(shí)也可根據(jù)計(jì)算計(jì)算出相應(yīng)分離點(diǎn)漸進(jìn)線交點(diǎn)、漸進(jìn)線與實(shí)軸交點(diǎn)等。程序語(yǔ)句中pzmap（G）表示繪制零極點(diǎn)分布圖指令，而rlocus則表示繪制根軌跡指令。圖1-2有關(guān)的Matlab根軌跡圖仿真2.說(shuō)明：如上圖可見，左圖為零極點(diǎn)分布，右圖為關(guān)于K的根軌跡圖，中間為

4、程序圖。有3個(gè)極點(diǎn)，分別是0、-1、-2無(wú)零點(diǎn)。即可判斷根軌跡有三條分支?？梢猿醪脚袛喔壽E分離點(diǎn)在-1、-2之間，如右圖所示。同時(shí)也可根據(jù)計(jì)算計(jì)算出相應(yīng)分離點(diǎn)漸進(jìn)線交點(diǎn)、漸進(jìn)線與實(shí)軸交點(diǎn)等。程序語(yǔ)句中pzmap（G）表示繪制零極點(diǎn)分布圖指令，而rlocus則表示繪制根軌跡指令。圖1-3如圖為根軌跡與虛軸交點(diǎn)說(shuō)明圖PageXII電氣信息學(xué)院武漢工程大學(xué)SchoolofElectricalandInformationEngineeringWuhanInstituteofTechnology3.說(shuō)明：如上如所示當(dāng)

5、點(diǎn)擊根軌跡與虛軸交點(diǎn)時(shí)，出現(xiàn)如圖文字框圖可以看到相關(guān)數(shù)據(jù)，比如增益、阻尼等。圖1-4有關(guān)的Matlab根軌跡圖仿真4.說(shuō)明：如上圖可見，左圖為零極點(diǎn)分布，右圖為關(guān)于K的根軌跡圖，中間為程序圖。有4個(gè)極點(diǎn)。即可判斷根軌跡有四條分支。根軌跡，如右圖所示。同時(shí)也可根據(jù)計(jì)算計(jì)算出相應(yīng)分離點(diǎn)漸進(jìn)線交點(diǎn)、漸進(jìn)線與實(shí)軸交點(diǎn)等。由于更軌始發(fā)于極點(diǎn)而終歸于零點(diǎn)，既可以知道如圖隨著k值不斷增大，四條始與極點(diǎn)的根軌跡在k=1時(shí)聚集并分離并終于無(wú)窮遠(yuǎn)處。程序語(yǔ)句中pzmap（G）表示繪制零極點(diǎn)分布圖指令，而rlocus則表示繪制根軌

6、跡指令。第二部分，Simulink建模和仿真1.建模思路：Sources（輸入源）MathOperations（數(shù)學(xué)運(yùn)算環(huán)節(jié)）PageXII電氣信息學(xué)院武漢工程大學(xué)SchoolofElectricalandInformationEngineeringWuhanInstituteofTechnologySinks（輸出方式）gain（增益），可能還有控制部分和延遲部分等，其他部分。圖2-1利用PID改善系統(tǒng)性能原理圖2.圖2-2simulink中PID所在位置說(shuō)明：如上圖，不僅僅包含了PID還有Continuo

7、us（連續(xù)環(huán)節(jié)）Discontinuities(非線性環(huán)節(jié))Discrete（離散環(huán)節(jié)）MathOperations（數(shù)學(xué)運(yùn)算環(huán)節(jié)）Sinks（輸出方式）Sources（輸入源）等環(huán)節(jié)。2.仿真流程打開simulink新建blankmodel，按設(shè)計(jì)流程建立如下圖框圖PageXII電氣信息學(xué)院武漢工程大學(xué)SchoolofElectricalandInformationEngineeringWuhanInstituteofTechnology圖2-3PIDsimulink仿真說(shuō)明:如圖可見，輸入為階躍信號(hào)，函數(shù)

8、為，輸出示波器。圖2-4無(wú)PID控制器時(shí)，示波器波形圖如上圖可見上升時(shí)間t約為20s時(shí)系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，同時(shí)縱坐標(biāo)為1，縱坐標(biāo)沒(méi)有超出1的部分。接下來(lái)加上PID出現(xiàn)如下圖PageXII電氣信息學(xué)院武漢工程大學(xué)SchoolofElectricalandInformationEngineeringWuhanInstituteofTechnology3.有關(guān)kp的測(cè)試圖2-5KP=1、Ki=1，Kd=1情況下