串级控制系统仿真解题步骤:(1)串级控制系统的方框图:(2)单回路控制系统图:FileEditViewSinulationFormatToolsJHelp□目日冒站电屆|Q4念|口!!21|卜■|mo—丽怎1三|爭程Gd2站图(2)为采用单回路控制时的Simulink图,其中,PIDC1为单回路PID控制器,di为一次扰动,取阶跃信号;d2为二次扰动,取阶跃信号;Go2为副对象,Go1为主对象;r为系统输入,取阶跃信号,它连接到示波器上,可以方便地观测输出。在PID参数设置中,经过不断的试验,当输入比例系数为260,积分系数为0,微分系数为140时,系统阶跃响应达到比较满意的效果,系统阶跃响应如下图:田[D日別旦”FJFigures-32010072006xucyu-**□?M呂ElfAPP葩迢皓日电垢田ED日占1'旦|》采用这套PID参数时,一次扰动作用下,置输入为0,系统框图如下:gxueyu*FileEditViewSimulationFormatToolsJHelp□a;HS站堡iE34令co-1^^llllll^^►■100系统的输出响应如下ddGd|NunTi:il系统的输出响应如下从综合以上各图可以看出,采用单回路控制,系统的阶跃响应达到要求时,系统对一次扰动,二次扰动的抑制效果不是很好。图(1)是采用串级控制时的情况,di为一次扰动,取阶跃信号;d2为二次扰动,取阶跃信号;PIDC1为主控制器,采用PD控制,PIDC2为副控制器,采用PID控制;Go2为副对象,Goi为主对象;r为系统输入,取阶跃信号;scope为系统输出,它连接到示波器上,可以方便地观测输出。经过不断试验,当PIDC1为主控制器输入比例系数为550,积分系数为0,微分系数为80时;当PIDC2为主控制器输入比例系数为3,积分系数为0,微分系数为0时;系统阶跃响应达到比较满意的效果,系统阶跃响应如下图所示:采用这套PID参数时,二次扰动作用下,置输入为0,系统的框图如下:FileEdit过iewSimulationFormatTOOJEHelpTOEarnaJ.731田*€X^10-GO120100T200exu^udQJ2010072006xueyu昌自I2JJSpA[i^1Aft■?*采用这套PID参数时,一次扰动作用下,置输入为0,系统的框图如下:s^-SDs+l&d2系统的输出响应如下图:SubletPIDC1T05C3SIz3POIPABB0系统采用单回路控制和串级控制的对比控制品质指标单回路控制K=260,T=140clcl串级控制K=550,T=80,K=3clclc2衰减率0.750.75调节时间5020残偏差00二次阶跃扰动下的系统短期最大偏差0.00380.0006一次阶跃扰动下的系统短期最大偏差0.0130.0055从表中可以看出系统的动态过程改善更为明显,可见对二次扰动的最大动态偏差可以减小约6倍,对一次扰动的最大动态偏差也可以减小约2.4倍,系统的调节时间提高了2.5倍。单回路控制系统在副扰动下的单位阶跃响应曲线如下:串级控制系统在副扰动作用下的节约响应曲线如下:52010072C06xueyuB自£]爲PAS®AA通过对比两曲线可以看出,串级控制系统中因为副回路的存在,当副扰动作用时,副控制器会立即动作,削弱干扰的影响,使被副回路抑制过的干扰再进入主回路,对主回路的影响。