控制系统设计与仿真实验报告VIP专享

电气与自动化工程学院 控制系统设计与仿真实验报告 姓 名： 裴加坤 专 业： 自动化专业 学 号： 3010203234 同 组 者： 汪志华 赵昌通 宋轶楠 （1） 了解Matlab的使用环境，掌握基本的Matlab编程语法和语句； （2） 了解Simulink的使用环境，掌握Simulink的模块化编程步骤； （3） 对所有过程控制系统对象进行分析，分析所有参数的变化情况； 控制对象共分为单容和多容对象，其平衡特性分为自衡和非自衡以及滞后等过程，这里主要对单容和多容在自衡和非自衡的条件下进行研究。 单容自衡系统： 实验结果： K值的改变只影响系统的最终幅值，而与系统的特性无关。K值越大，系统的最终稳定值越高。 改变T值： 实验结果： 可以看出，在相同的阶跃输入作用下，时间常数越大，系统达到稳态所需的时间越长。 单容非自衡系统： 实验结果： T值越大，系统上升的速度越慢。 多容自衡系统： 实验结果： 多容非自衡系统： 实验结果： 自衡系统最终会达到稳定，T值的不同，系统达到稳定的时间也不同。非自衡系统不会达到稳定状态。 （4） 对单回路控制系统的四个部分进行详细仿真； 执行器： 由图像可以看出，时间常数较小的执行器对偏差变化的响应速度较快，并且不会产生较大的超调。 被控对象： 被控对象参数设定不同，系统响应的曲线也不同。 检测变送： 设定检测变送环节的比例系数，由图像可知，系统输出与变送器的比例系数成反比。 （5） 深入理解PID控制的原理； 比例、积分、微分控制简称PID（Propotional-Integrate-Differential）控制，它是工业生产过程中最常用的控制算法。PID控制具有原理简单、适应性强、控制效果好的特点。理想的模拟式PID控制算法为 （6） ])()(1)([)(0dttdeTdtteTteKtuDtIp 式中Kp——比例放大系数； Ti——积分时间常数； Td——微分时间常数。 理想 PID控制器的传递函数为 ]11[)(sTsTKsGDIp （7） 掌握 PID三个参数对控制系统性能的影响； P作用的输出与偏差成比例，称为比例控制作用。 特点：比例调节对系统的干扰有及时而有力的抑制作用； 比例调节存在余差，不能做无静差调节； 随着比例增益的增大，系统的稳定性变差。 I作用的输出与偏差的积分成比例，称为积分控制作用。 特点：只要被控量存在偏差，积分输出就会随时间不断增加，当偏差为零时，控制器才会停止积分，保持一定的输出值不变； 积分控制使过渡过程的动作迟缓，动态品质变...