PID控制实验报告VIP免费

实验二 数字PID 控制 计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。因此连续PID 控制算法不能直接使用，需要采用离散化方法。在计算机PID 控制中，使用的是数字PID 控制器。 一、位置式 PID 控制算法 按模拟 PID 控制算法，以一系列的采样时刻点 kT 代表连续时间 t，以矩形法数值积分近似代替积分，以一阶后向差分近似代替微分，可得离散PID 位置式表达式： kjdipkjDIpTkekekTjekkekkekeTTjeTTkekku00)1()()()())1()(()()()( 式中，DpdIpiTkkTkk,，e 为误差信号（即 PID 控制器的输入），u 为控制信号（即控制器的输出）。 在仿真过程中，可根据实际情况，对控制器的输出进行限幅。 二、连续系统的数字PID 控制仿真 连续系统的数字PID 控制可实现 D/A 及 A/D 的功能，符合数字实时控制的真实情况，计算机及 DSP 的实时PID 控制都属于这种情况。 1．Ex3 设被控对象为一个电机模型传递函数BsJssG21)(，式中J=0.0067,B=0.1。输入信号为)2sin(5.0t ，采用PD 控制，其中5.0,20dpkk。采用ODE45 方法求解连续被控对象方程。 因为BsJssUsYsG21)()()(，所以udtdyBdtydJ22，另yyyy2,1，则/J)*u((B/J)yyyy12221，因此连续对象微分方程函数ex 3f.m 如下 fu nction dy = ex 3f(t,y ,flag,para) u =para; J=0.0067;B=0.1; dy=zeros(2,1); dy(1) = y(2); dy(2) = -(B/J)*y(2) + (1/J)*u; 控制主程序ex3.m clear all; close all; ts=0.001; %采样周期 xk=zeros(2,1);%被控对象经A/D转换器的输出信号y的初值 e_1=0;%误差e(k-1)初值 u_1=0;%控制信号u(k-1)初值 for k=1:1:2000 %k为采样步数 time(k) = k*ts; %time中存放着各采样时刻 rin(k)=0.50*sin(1*2*pi*k*ts); %计算输入信号的采样值 para=u_1; % D/A tSpan=[0 ts]; [tt,xx]=ode45('ex3f',tSpan,xk,[],para); %ode45解系统微分方程 %xx有两列，第一列为tt时刻对应的y，第二列为tt时刻对应的y导数 xk = xx(end,:); % A/D，提取xx中最后一行的值，即当前y和y导数 yout(k)=xk(1); %xk(1)即为当前系统输出采样值y(k) e(k)=rin(k)-yout(k);%计算当前误差 de(k)=(e(k)-e_1)/ts; %计算u(k)中微分项输出 u(k)=20.0*e(k)+0.50*de(k);%计算当前u(k)的输出 %控制信号限幅 if u(k)>10.0 u...