实验六 基于 Simulink 得位置式与增量式PID 仿真一、实验目得:1、 用 Matlab 得仿真工具 Simulink 分别做出数字 PID 控制器得两种算法(位置式与增量式)进行仿真;2、 被控对象为一阶惯性环节 D(s) = 1 / (5s+1);3、 采样周期 T = 1 s;4、 仿真结果:确定 PID 相关参数,使得系统得输出能够很快得跟随给定值得变化,给出例证,输入输出波形,程序清单及必要得分析。二、实验学时:4三、实验原理: (1)列出算法表达式:位置式 PID 控制算法表达式为:(2)列出算法传递函数: (3)建立 simulink 模型:(4)准备工作:双击 step,将 sample time 设置为 1 以符合采样周期 T = 1 s 得要求;选定仿真时间为 500。第一步就是先猎取开环系统得单位阶跃响应,在 Simulink 中,把反馈连线、微分器、积分器得输出连线都断开,并将’Kp’得值置为 1,调试之后猎取响应值。再连上反馈线,再分别接上微分器、积分器,仿真,调试仿真值。2、增量式 PID:(1)列出算法表达式:增量式 PID 控制算法表达式为:(2)列出算法传递函数:(3)建立 simulink 模型:(4)准备工作:双击 step,将 sample time 设置为 1 以符合采样周期 T = 1 s 得要求;选定仿真时间为 500。第一步就是先猎取开环系统得单位阶跃响应,在 Simulink 中,把反馈连线、微分器、积分器得输出连线都断开,并将’Kp’得值置为 1,调试之后猎取响应值。再连上反馈线,再分别接上微分器、积分器,仿真,调试仿真值。四、实验内容:1、位置式:(1)P 控制整定仿真运行完毕,双击“scope”得到下图将 Kp 得值置为 0、5,并连上反馈连线。仿真运行完毕,双击“scope”得到下图效果不理想,再将 Kp 得值置为 0、2,并连上反馈连线。P 控制时系统得单位阶跃响应图如下:(2)PI 控制整定(比例放大系数仍为 Kp=0、2)经多次输入 Ki 得值,发现 Ki=1 时,系统得输出最理想,选定仿真时间,仿真运行, 运行元毕后、 双击" Scope " 得到以下结果(3)PID 控制整定经多次输入调试,Kd 得值置为 0、5 时,系统能最快地趋向稳定。双击 scope 可得:从上面三张图可以瞧出、 PI、PID 控制二者得响应速度基本相同,且系统稳定得输出值也相同。Kp、Ki、Kd 分别取 0、2、1、0、5。2、增量式:(1)对 P 控制整定仿真运行完毕,双击“scope”得到下图将 Kp 得值置为 2、5,并连上反馈连线。P 控制时系统得单仲阶跃响应图如下:无论如何更改 Kp 得值,都就是呈现出下坡趋势。(2)对 PI 控制...
