数字PID的仿真实验例子.ppt

部分展开f (s ):b= 2091 ； a=1144； r，p，k=residue(b，a )，展开后：F(z )的逆变换：X=sym(z2/(z3-4*z2 5*z-2 )； 求出x=iztrans(X )、f(t)=1-e-at的z变换： x=sym(1-exp(-a*t ) )； 使用X=ztrans(x )、零次保持器，在采样周期Ts=1s中将G(z )、sys=tf(10，110 )离散化而求出的dsys=c2d(sys，1，zoh) z，p，k=tf2zp(num， den )的结果，例如P123:G(z ) :模拟例1 :simulink中的比例、积分、微分，自己构筑连续的PID控制器，实现对上述对象的控制，修正PID参数，观察其阶跃响应曲线的变化，并模拟示例2 :使用simulink中的PID控制器实现上述对象的控制，修改PID参数并观察其阶跃响应曲线的变化。 模拟例3 :将被控制对象设为输入信号为脉冲宽度20s、周期50s的脉冲信号。 使用普通的PID控制器：微分先行PID控制器，假定其中的系统采用两个控制器的原理图：模拟示例4 :使用增量PID，对被控对象在场景编程中实现上述对象的控制使用零阶保持器离散化，采样时间为0.001s，离散化：方案： clearall； 关闭全部； ts=20； sys=tf(1， 60，1 ，输入延迟，80 )； dsys=c2d(sys，ts，zoh ) 数字，den =TF数据(dsys，v) u_1=0； u_2=0； u_3=0； u_4=0； u_5=0； y_1=0； y_2=0； y_3=0； error_1=0； error_2=0； ei=0； fork=1:360200时间(k )=k * ts； yout(k)=-den(2)*y_1 num(2)*u_5；%Iseparationrin(k)=40； 错误(k )=运行(k ) -运行(k ) ei=错误(k ) * ts； M=1； IFM=1%使用集成(错误(k ) )=30结束，kp=0.80； ki=0.005； kd=3.0； u (k )=KP *错误(k ) KD * (错误(k ) -错误_1)/ts beta * ki * ei； ifu(k)=110u(k)=110； endifu(k)=-110u(k)=-110； endu_5=u_4； u_4=u_3； u_3=u_2； u_2=u_1； u_1=u(k) y_3=y_2； y_2=y_1； y_1=yout(k) error_2=error_1； error _1=error (k )结束，图形(1)出图(时间，列，b，时间，输出，r )标签(时间(s ) )； 标签图像(2)打印(时间，u，r )标签(时间(s ) )； ylabel(u )，2，抗积分饱和法的背景： PID控制器的输出积分作用累积增大，如果致动器达到极限位置(例如阀全开)，控制器的输出持续增加，阀开度不进一步增大，则计算机输出超过正常运行范围，进入饱和区域系统进入饱和后，饱和越深，饱和时间越长，系统的过冲就越大。 对策：限制输出，切除积分作用。 算法：仿真例子：仿真实验，采用图(b )结构的不完全微分，对象是仿真中的对象输出端的振幅值为0.01的随机信号。 输入信号是阶跃信号。 对象的不完全微分PID和标准PID的输出响应分别是模拟程序D_partial.m和partialD.mdl，二，不完全微分，模拟例：输入被控制对象的信号是带高频噪声的方波信号：二，微分先行， 对象是微分先行PID作用和标准PID控制器作用，模拟程序D_advance.m在结构图的模拟中参照advanceD.mal，例2 :将被控制对象设为脉冲宽度20s、周期50s的脉冲信号。 普通的PID控制器：微分先行PID控制器，其中系统采用两个控制器的电路图：系统采用两个控制器的输出响应波形：以实验经验调整参数的方式，使系统闭环其过程如下： (1)首先调整：使系统闭环，使积分和微分不起作用(，)，观察系统的响应，如果快、过冲小、静差满足要求，就使用纯比例控制器。 四、试凑法：，(2)调：静差过大时加入，另外，稍微降低(降低到原来的80%时，加入积分时系统的