微分先行PID控制算法

1、微分先行的PID控制算法实验目的通过上机实践操作，使学生能够直观理解课堂上所讲的内容。学生在计算机上结合课程教学用的Matlab语言或Simulink构建仿真模型实现微分先行的PID控制算法，培养学生的动手实践能力。实验内容用Matlab语言或Simulink构建仿真模型实现微分先行的PID控制算法80te，一，题目：控制对象为Go70s1，米样时间为20s,输入信号为带有高频干扰的方波信号：r(t)sign(square(0.0005t)0.05sin(0.03t),执行机构输出限制在-10,10,仿真时间为8000s;其中,kp0.3,ki0.006,kd18,0.4试采用微分先行的PID

2、控制算法和标准PID控制算法实现后，比较两种控制算法的输入/输出、控制量。实验原理微分先行PID控制算法:UD(k)G*UD(k1)C2*y(k)c3*y(k1)ku(k)kp*e(k)ki*e(j)*Tj0式中GTdTTd-，e(k)r(k)Ud(Q*TdT*TdT实验程序:clearall;closeallts=20;M=2;ki=0.006;kd=18;kp=0.3;gama=0.4;sys=tf(1,701,'inputdelay',80);dsys=c2d(sys,ts,'zoh');num,den=tfdata(dsys,'v');u

3、d_1=0;y_1=0;e_1=0;ei=0;u_1=0;u_2=0;u_3=0;u_4=0;u_5=0;Td=kd/kp;c1=gama*Td/(gama*Td+ts);c2=(Td+ts)/(gama*Td+ts);c3=Td/(gama*Td+ts);%股分先行算法中的参数c1,c2,c3fork=0:1:400time(k+1)=k*ts;y(k+1)=-den(2)*y_1+u_5*num(2);%俞出量ud(k+1)=c1*ud_1+c2*y(k+1)-c3*y_1;%制量ud_1=ud(k+1);r(k+1)=sign(sin(0.0005*pi*time(k+1)+0.05*s

4、in(0.03*pi*time(k+1);ifM=1e(k+1)=r(k+1)-ud(k+1);ei=ei+e(k+1)*ts;%R分项累加值u(k+1)=kp*e(k+1)+ki*ei;%$制量elsee(k+1)=r(k+1)-y(k+1);ei=ei+e(k+1)*ts;u(k+1)=kp*e(k+1)+ki*ei+kd*(e(k+1)-e_1)/ts;endifu(k+1)>10%$制量限幅u(k+1)=10;elseifu(k+1)<-10u(k+1)=-10;endendy_1=y(k+1);u5=u4;u4=u3;u3=u2;u2=u1;u1=u(k+1);e1=e(

5、k+1);end);ylabel('输holdon;ifM=1figure(1);plot(time,r,'r',time,y,'b');xlabel('时间(单位：s)入/输出)；legend(输入，微分先行PID输出);else欢迎下载figure(1);plot(time,r,'r',time,y,'b');xlabel('时间(单位：s)');ylabel('输入/输出)；legend(输入，普通PID输出);endfigure(2);plot(time,u,'r')

6、;xlabel('时间(单位：s)');ylabel('控制量);legend('微分先行PID控制算法控制量);实验结果微分先行PID算法结果:1.5厂-输入微分先行PID输出出鲍入输量制控000O002000时3O004O0056000O70O00800O200300004量制控法算制控PI行先分微O0050060000O700O8位单/(间时欢迎下载普通PID算法结果:1.5输入普通PID输出0.5出肺入输量制控-0.5-1-1.5010002000300040005000600070008000时间（单位：s）21.510.50-0.5-1-1.5微分先行PID控制算法控制量-21'11111010002000300040005000600070008000时间（