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实验二实验二实验二实验二 单回路单回路单回路单回路 PIDPIDPIDPID 控制系统组成及过程动态特性参数对控制质控制系统组成及过程动态特性参数对控制质控制系统组成及过程动态特性参数对控制质控制系统组成及过程动态特性参数对控制质 量的影响量的影响量的影响量的影响 一 一 实验目的 实验目的 1 熟悉 Matlab 仿真环境 2 理解单回路控制系统的组成 3 理解给定值扰动和负荷扰动的过渡过程曲线 4 掌握扰动通道 控制通道的静态参数和动态参数对控制质量的影响 5 掌握扰动作用位置对控制质量的影响 6 掌握对象的多个时间常数之间的关系对控制质量的影响 二 二 实验内容 实验内容 对如下图所示的单回路控制系统进行仿真 X S X S Y S Y S 进入仿真环境 建立如下仿真系统 例 其中 Step input 作为系统给定值 而 Step1 input 作为外部干扰 注 注 PIDPID 模块后的比例环节可换为一阶环节 模块后的比例环节可换为一阶环节 具体步骤为 1 模块在库中 模块在库中 模块在库中 模块在库中 模块在库的中 2 双击模块可以设定每个模块的参数 左键拖动鼠标产生连线 右键拖动鼠标可产生交接 线 PID 参数设定如下 一 给定值扰动 一 给定值扰动 设置给定值阶跃扰动 Step input 为某一值 设外部干扰 Step1 input 为 0 改变 PID 控 WC S WV S W0 S Wm S 制器的参数 从模块观察系统输出曲线 直到出现 4 1 衰减曲线 如图 修改 Step input 模块 双击 对话框参数为 修改 PID 模块 双击 PID 模块 出现如下对话框 在此窗口下修改 P I D 参数 反复调整 P I D 参数 使输出成为 4 1 衰减曲线 二 二 负荷扰动 负荷扰动 修改参数步骤与 一 相同 设 Step input 给定值扰动为 0 负荷扰动 Step1 input 设 置为某一值 反复调整 P I D 参数 使输出成为 4 1 衰减曲线 三 观察扰动通道和控制通道参数对控制质量的影响 调节器整定参数值不变 三 观察扰动通道和控制通道参数对控制质量的影响 调节器整定参数值不变 1 改变扰动通道静态参数和动态参数 观察输出波形的变化 2 改变控制通道静态参数和动态参数 观察输出波形的变化 3 改变扰动作用位置 观察输出波形的变化 三 三 实验结果整理 实验结果整理 1 总结单回路仿真系统的基本组成部分 给定 调节器 控制器 被控对象 测量变送 输出参数 2 分别在实验内容 一 二 所得到的仿真曲线上 标明并求出控制系统的各项性能指 标 实验内容实验内容 1 1 衰减率最大动态偏差稳态偏差工作周期调整时间 4 4 1 1 0 450 450 010s10s32s32s 实验内容实验内容 2 2 衰减率最大动态偏差稳态偏差工作周期调整时间 4 4 1 1 0 320 320 023236363 四 实验总结四 实
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