自动控制原理实验报告时域分析法

1、(操作环境： MATLAB 6.5 )班级： w1学号：一、实验名称PID控制作用二、实验目的l精通典型环节l组的典型部分按每个问题完成曲线三、实验主题l已知的开环传递函数采用PID控制器来优化控制系统的性能，如下所述Gk=1/(s 4)s(s 2)l下图所示的系统，请调整PID参数，以使系统的输出状态最佳化四、实验知识PID知识PID控制规则：比例、积分、微分规则。 比例用p表示，积分用I表示，微分用d表示。p控制(比例): 其作用是最基本的负反馈控制作用。 Kp越大，即越小，比例控制作用越强，系统的稳态误差变小，控制周期变短，抗干扰能力变弱，系统的稳定性变差。I控制(积分) :消除稳态偏差

2、，偏差不为零的积分不停止，并且积分随着Ti的增大而延迟。 没有差异的系统需要积分过程，控制器和控制中。 I作用使误差为零，但使系统的稳定性恶化。 容易振荡。d控制(微分): 抑制动态偏差。 因为与偏差的导数成比例，所以偏差变化d的作用很强。 偏差不变时，d作用为零。 d作用具有预测意义，有利于系统的稳定性。衰减曲线经验公式法Ts:中出现4:1衰减比时，第一个峰值到达第二峰值所需的时间积分时间：Ti=0.3Ts微分时间： Td=0.1Ts典型环节的特性环节名传递函数单位阶跃响应比例环节K点环(儿)1/Ts实际微分过程Tds/(Tcs 1)惯性圈k/(Ts 1)五、实验过程第一问题第一步：建模。

3、首先，添加PID控制器的系统型号。 Transfer fcn对应于积分过程，transfer fcn1对应于微分过程。 对应图如下所示未附加PID控制器时，输出波形为：在图中，稳态误差大，是不理想的状态步骤2 :整定。 首先，如果积分链路和微分链路不起作用，并且单独调节比例参数，则k=18.44左右出现了所谓的4:1的衰减比。 取得输出波形为：容易得到的Ts=3.5的话Ti=1.05，Td=0.35直接设定积分和微分链接的参数。第三步：微调到最佳状态。步骤4 :结果分析。 稳态误差为0，过冲量为4%左右。 接近理想系统的输出状态然后，最终Simulink图如下所示第二题步骤1 :在原始系统中，

4、获取输出波形的是：在图中，稳态误差大，是不理想的状态步骤2 :整定。 首先，如果积分链路和微分链路不起作用，并且比例参数被单独调节，则在k=0.14时，衰减比出现了所谓的4:1。 取得输出波形为：第三步：微调到最佳状态。步骤4 :结果分析。 稳态误差为0，过冲量为4%左右。 接近理想系统的输出状态并且最终Simulink图如下所示八、实验总结当这样的实验再次开始的时候，还很困惑。 胡乱地吵了很长时间，二次振动的圈也没有出现，传说中的4:1的振动衰减率是不言而喻的。 好好复习了实验书的PID、汗！ 做这种问题有步骤。 另外，Ti、Td的值是从Ts计算出来的，不是乱收集，而是可以拼起来的人品。在第一题中，首先调整k的值，出现二次振荡链路，产生传说的4:1，第一步完成了。 然后，可以调查并记录衰减周期Ts，然后计算Td和Ti。