实验：连续系统的PID控制器参数整定、PID参数仿真

实验一：连续系统的PID控制器参数整定实验要求：1-设被控对象为：G(s)=——: ，其中A为班号，B为学号，C所在微机号。S3+Bs2+Cs输入信号为单位阶跃信号，采样周期为0.1。.请按图1所示应用MATLAB软件环境的SIMULINK模块搭建控制系统；例如：2.应用PID控制器进行控制，采用稳定边界法(临界比例度法)进行控制器参数整定，整定步骤如下：(1)在纯比例作用下投入运行。即：PID控制器的比例系数Kp从小到大取值，积分系数K=0，微分系数Kd=0时，获得临界稳定(等幅振荡)曲线。如图2所示：Tk图2⑵记录等幅振荡时的临界比例度5k值和临界振荡周期二值。应用表1中的经验公式计算出5,T，T"勺值。节器参数控制规8 •:71TdPI|1^2PID1.滴0.57K。・药Ti(3)根据计算出的5T,TD值，换算出比例系数Kp,积分系数K,微分系数Kd的值。换算公式为：p5k=M,iTTkd=KpT.(4)将计算值赋给PID控制器运行，观察记录其响应曲线。3.详细记录实验过程，运算过程以及响应曲线，提取响应曲线的性能指标：超调量和调节时间。实验二：离散系统的数字PID仿真实验要求：设被控对象形式为：G(s)=——-——，采样时间为0.1s，采用Z变换进行s3+Bs2+Cs离散化，离散化对象为：yout(k)=一den(2)yout(k-1)一den(3)yout(k-2)一den(4)yout(k-3)+num(2)u(k一1)+num⑶u(k一2)+num(4)u(k一3)(num 分子，den 分母)应用以下程序实现对离散系统的数字PID仿真控制，得到响应曲线。%PIDControllerclearall;closeall;ts=0.1;sys=tf(1,[1,25,20,0]);dsys=c2d(sys,ts,'z');[num,den]=tfdata(dsys,'v');u_1=0.0;u_2=0.0;u_3=0.0;y_1=0.0;y_2=0.0;y_3=0.0;x=[0,0,0]';error_1=0;fork=1:1:1500time(k)=k*ts;kp=100;ki=10;kd=100;rin(k)=1; %StepSignalu(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3);%PIDController%Restrictingtheoutputofcontrollerifu(k)>=10u(k)=10;endifu(k)<=-10u(k)=-10;end%Linearmodelyout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2-den(4)*y_3+num(2)*u_1+num(3)*u_2+num(4)*u_3;

error(k)=rin(k)-yout(k);%Returnofparametersu_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k);y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=yout(k);x(1)=error(k); %CalculatingPx(2)=(error(k)-error_1)/ts;%CalculatingDx(3)=x(3)+error(k)*ts; %CalculatingIerror_1=error(k);endfigure(1);plot(time,rin,'k',time,yout,'r');xlabel('time(s)'),ylabel('rin,yout');E.il