实验三、串级控制系统仿真.ppt

实验三、串级控制系统仿真一、实验目的一、实验目的1、学习串级系统的整定方法学习串级系统的整定方法 2、加深对串级控制系统的理解加深对串级控制系统的理解二、仿真题目二、仿真题目已知被控对象及传感器的传递函数：已知被控对象及传感器的传递函数：要求要求：1、构造串级控制系统；构造串级控制系统；2、整定主、副控制器；整定主、副控制器；3、仿真。仿真。三、实验步骤三、实验步骤 1、构造串级系统结构图构造串级系统结构图 2、整定副回路整定副回路 3、整定主回路整定主回路 4、仿真，并计算控制量下的仿真，并计算控制量下的 5、观察系统的扰动响应观察系统的扰动响应 四、实验内容四、实验内容1、构造串级系统结构图构造串级系统结构图（1）设置设定值：）设置设定值：（2）方块图方块图2、整定副回路（按整定副回路（按 ITAE）查表查表4-11，A=0.904，B=-1.084，代入式代入式（4-18）y=A*(tauo2/To2)B=2.0423 得得 Kp2=y/Ko2=0.6808 置于副控制器。置于副控制器。3、整定主回路（按整定主回路（按 ITAE）（1）获取广义对象传函）获取广义对象传函 将下图存盘（文件名自取，如将下图存盘（文件名自取，如ShiYan_3）广义对象广义对象Wo 应用插值法获取广义主对象模型应用插值法获取广义主对象模型 在在command window 中输入命令：中输入命令：t,x,y=sim(ShiYan_3,);然后，在然后，在 workspace 中修改变量中修改变量 y 和和 t 的的取值区间（删除纯时滞段），使两者成为取值区间（删除纯时滞段），使两者成为一一对应关系（方法见后面几页）。一一对应关系（方法见后面几页）。双击打开双击打开 变量变量 t 亦作同样处理。亦作同样处理。然后，在然后，在command window 中，按插值法中，按插值法拟合广义对象的单位阶跃响应曲线，获得拟合广义对象的单位阶跃响应曲线，获得对象的传递函数。对象的传递函数。广义对象传函广义对象传函 （2）计算计算 Kp1，Ti1。按表。按表 4-10：KpTiTdPPIPID表表4-10 有自平衡能力对象的整定公式有自平衡能力对象的整定公式 （tau0/To 0.2）计算，得计算，得：KP1=1.1763；Ti1=76.362 将参数置于主控制器中。将参数置于主控制器中。4、仿真仿真 按照下图仿真。观察在控制量、一次扰动按照下图仿真。观察在控制量、一次扰动和二次扰动量分别作用下，被控量的变化和二次扰动量分别作用下，被控量的变化情况。情况。（1）在控制量作用下，输入程序：）在控制量作用下，输入程序：t,x,y=sim(ShiYan_3,0 500,);plot(t,y,t,ones(size(t),k:);tp=spline(y,t,max(y)sigma=max(y)-1=8.92%ess=1-y(length(t)=0计算性能参数：计算性能参数：（2）在扰动量作用下在扰动量作用下 按照下图，按照下图，分别分别在一次扰动和二次扰动下在一次扰动和二次扰动下（扰动量设为扰动量设为0.5）仿真，并观察扰动响应。仿真，并观察扰动响应。