PID自控原理实验报告4915

-自动控制原理实验——第七次实验一、实验目的了解数字PID控制的特点，控制方式。（1）（2）理解和掌握连续控制系统的PID控制算法表达式。（3）了解和掌握用试验箱进展数字PID控制过程。观察和分析在标PID控制系统中，PID参数对系统性能的（4）影响。二、实验容1、数字PID控制一个控制系统中采用比例积分和微分控制方式控制，称之为PID控制。数字PID控制器原理简单，使用方便适应性强，可用于多种工业控制，鲁棒性强。可以用硬件实现，也可以用软件实现，也可以用如见硬件结合的形式实现。PID控制常见的是一种负反响控制，在反响控制系统中，自动调节器和被控对象构成一个闭合回路。模拟PID控制框图如下：KpＵ〔ｓ〕Ｅ〔ｓ〕KiKdU(s)E(s)1输出传递函数形式：D(s)KKKsspid.z.-2、被控对象数学模型的建立001002012=.z.-==3、采样周期的选择采样周期选择0.05s。4、数字PID调节器控制参数的工程整定方法虽然PID调节可全面、综合的考虑系统的各项性能，但在工程实际中，考虑到工程造价和调节器的易于实现，长采用PID三个参数来对系统进展校正。等效有时延单容被控对象的参数T和τ，利用科恩库恩经历公式，可求得比例，比例0-积分，比例-积分-微分的参数。5、数字PID调节器控制特性1〕比例控制是一种最简单的控制方式，其控制的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。如果系统是稳定的，增大比例调节的增益，可以减小系统的稳态误差。2〕积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成比例关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，为了消除稳态误差，在控制器中引入积分项。增大积分系数，提高系统的稳态控制精，度但太大会引起系统不稳定。3〕微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分成正比关系。当存在.z.-〔S〕=*≈2、被控对象参数确实认被控对象参数确实认构成如图3-136所示。本实验将函数发生器做信号发生输出矩形波施加于被测系统的输入端R，观察矩形波从0V阶跃到+1V时被控对象的单位阶跃响应曲线。实验步骤如下：1〕、按照模拟电路图连接电路。采用函数发生器输出矩形波作为输入系统的输入，用虚拟示波器的两个通道分别采集系统的输入和输出信号。2、运行相关的实验程序，选择"线性系统时域分析〞——"启动试验工程〞命令，弹出试验界面，调节实验机上函数发生器的"幅度调节〞是矩形波的输出.z.-数字PID闭环控制系统的构成如以下图所示。此次实验将函数发生器作信在实验界面"PID参数〞设置区设置参数，设置，，，采样周期，然后单击"开场〞按钮，运行实验程序。②在运行程序中，假设修改PID参数后，须停顿实验再单击"开场〞按钮。③单击"停顿〞按钮，观察实验结果，记录数字PID闭环控制系统实验响应曲线。.z.-,,,1TS1TS1KG(S)001220.2S10.5S111230.640.270.530.170.080.120.050.050.052.5570.550.50.0530.0530.05318.3%5.54%13.9%0.4250.1550.46020.2S10.1S11210.5S10.1S122.5570.365、根据用PID测得的Kp、Ti、Td进展Simulink仿真，得到三个响应曲线与上述三幅图进展比照：1〕、Kp=1.2、Ti=0.75、Td=0.0532〕、Kp=