实验三积分分离PID控制算法

常州大学信息数理学院计算机控制系统实验报告第三次实验实验名称专业自动化142实验组别姓名徐亮学号14417228同实验者李国梁、王凯翔记录实验时间2017年06月11日成绩审阅教师、实验目的（1）了解和掌握PID控制系统中的积分饱和现象的产生原因及消除的方法。（2）观察和分析采用积分分离法实现PID控制后，控制性能改善的程度及原因。（3）观察和分析在积分分离PID控制系统中，积分分离法的分离阀值Eo对输出波形的影响。二、实验原理及说明在控制过程中，只要系统存在偏差，积分的作用就会继续，当偏差较大或累加积分项太快时，就会出现积分饱和现象，使系统产生超调，甚至引起振荡，这对某些生产过程是绝对不允许的。引进积分分离法，既保持了积分的作用，又减小了超调量，使得控制性能有了较大的改善。积分分离法要设置积分分离阀值Eo,其数值范围为0~5.0V。当E（k）>E0时（偏差值E（k）比较大时），采用PD控制；当E（k）差值E（k）比较大时），采用PD控制；当E（k）WE0时（偏差值E（k）比较小时），采用PID控制。积分分离法PID算法可表示为：Ki卜」h-i「十.0=■—t-疗…应｝二迟鉅占益片存厂—尸匡凶亠盘匡T)]I』HF--I9卜三、实验内容及步骤（1）运行LABACT程序，选择微机控制菜单下的数字PID控制实验下的积分分离PID控制选项，再选择开始实验，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始后将自动加载相应源文件，运行实验程序。在程序运行中，随时可修改控制系数PID然后点击发送，无须点击停止；只有在需观察实验结果时，才需点击停止。（2）将函数发生器（B5）单元的输出（OUT）作为系统输入R。（连续的正输出宽度足够大的阶跃信号）a.将该单元的S1置'阶跃'档（最顶端），S2'0.2-6S'档。b.调节调幅电位器使OUT输出电压<2.5V,调节调宽电位器使OUT正输出宽度>2秒。（3）安置短路套、联线，构造模拟电路：安置短瞎套：丨|］丨（历测孔联线橈块号營桂坠号输入信号KB5(OUT)-Al(Hl)1A1'陆S6运放级慕Al(OUT)tA2(Hl)2A2SbS6SiSSiA2(OUT)^B8(ZN7)一丄.A3'SI,£8.眇.14]信号遥接[B2〔0LJT2)tA3CHHS10,S115卜1国故级朕AJ(OUT)(Hl)4A6S4,S96员反馈A&(OUT)~^A2(H2)5B5S-ST7i.跨接元井元件轟A］二亘读式匕变电回-I1111—I—r111111R—I(10OK)跨接到3（1划和©UT）才间（4）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A6单元输出端OUT

(C),CH1选'X1'档。(5)运行、观察、记录：(6)该实验的显示界面中采样周期T(1~99)x5mS,“控制系数”栏的比例系数Kp(0.00~2.00)、调节器的积分时间常数Ti(1~199mS)、调节器的微分时间常数Td(0~200mS)；均可由用户在界面上直接修改，以期获得理想的实验结果。改变Kp、Ti、Td这些参数后,只要再次点击“发送”键,即可使实验机按照新的控制参数运行。四、实验结果及截图五、实验结果及分析本次积分分离PID控制算法实验，有了前面的标准PID控制算法实验的基础,本次实验相对来说简单了很多。通过本次实验，我明白了实验的过程及原理，也学