科技大学电子信息学院 实 验 报 告实验课程：计算机控制技术实验名称：PID 控制改良算法的 MATLAB 仿真 学号：1345733203：胡文千班级：13457332完成日期： 2024 年 11 月 16 日评定成绩指导老师宋英磊一、 实验目的〔1〕对 PID 数字控制的改良算法用 MATLAB 进展仿真。二、 实验容1、积分别离 PID 控制算法在普通 PID 控制中，积分的目的是为了消除误差提高精度，但在过程的启动、完毕或大幅度增减设定是，短时间系统输出有很大偏差，会造成 PID 运算的积分积累，致使控制量超过执行机构可能允许的最大动作围对应的极限控制量，引起系统较大的超调，甚至引起系统较大的振荡，这在生产中是绝对不允许的。积分别离控制根本思路是，当被控量与设定值偏差较大时，取消积分作用，以免由于积分作用使系统稳定性降低，超调量增大；当被控量接近给定值时，引入积分控制，以便消除静差，提高控制精度。其具体实现步骤是：1） 根据实际情况，人为设定阈值 ε>0；2） 当 时，采纳 PD 控制，可防止产生过大的超调，又使系统有较快的响应；3） 当时，采纳 PID 控制，以保证系统的控制精度。积分别离算法可表示为：式中，T 为采样时间，β 为积分项的开关系数，仿真 1 设备控对象为一个延迟对象，采样周期为 20s，延迟时间为 4 个采样 周 期 ， 即 80s 。 输 入 信 号 r(k)=40 ， 控 制 器 输 出 限 制 在 [-110,110] 。被控对象离散化为仿真方法：仿真程序：ex9_1.m。当 M=1 时采纳分段积分别离法，M=2 时采纳普通 PID控制。%Integration Separation PID Controllerclear all;close all;ts=20;%Delay plantsys=tf([1],[60,1],'inputdelay',80);dsys=c2d(sys,ts,'zoh');[num,den]=tfdata(dsys,'v');u_1=0;u_2=0;u_3=0;u_4=0;u_5=0;y_1=0;y_2=0;y_3=0;error_1=0;error_2=0;ei=0;% M=1分段积分别离，M=2普通PIDdisp('M=1--Using integration separation,M=2--Not using integration separation')M=input('whether or not use integration separation method:')for k=1:1:200time(k)=k*ts;%输出信号yout(k)=-den(2)*y_1+num(2)*u_5;rin(k)=40;error(k)=rin(k)-yout(k);ei=ei+error(k)*ts;%积分项输出if M==1 %使用分段积分别离if abs(error(k))>=30&abs(error(k))<=40 beta=0.3;elseif abs(error(k))>=20&abs(error(k))<=30 beta=0.6;elseif abs(error(k))>=10&abs...
