MATLAB仿真课程设计方案 .docx

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1、精品名师归纳总结电气工程工具软件课程设计学号： 3100501044班级：电气 1002 姓名：王辉军 指导老师：乔薇2021 年 1 月 16 日-MATLAB课程设计任务： 构建一个含有 PID 把握器的系统，观看K p 比例系数 、 Ki 积分系数 、 Kd （微分系数）不同值时系统的变化。其中，原始系统函数为：10 s1s2 s3s4（ Continuous 模块库中的 Zero-Pole模块）输入为阶跃函数一 建立含有 pid 子系统的系统模型（ 1）选用器件搭建电路图 1-1图 1-2（2） ）构建 PID 把握器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 1-3（3） ）

2、上述结构图封装成 PID 把握器创建子系统。选中上述结构图后再选择模型窗口菜单“Edit/Creat Subsystem”封装。选中上述子系统模块，再选择模型窗口菜单“Edit/MaskSubsystem”依据需要，在封装编辑器对话框中进行一些封装设置，包括设置封装文本、对话框、图标等。本次试验主要需进行以下几项设置：Icon （ 图 标 ） 项 ： “ Drawingcommands” 编 辑 框 中 输 入“ dispPID”，如下左图示： Parameters参 数项：创建 Kp,Ki,Kd 三个参数，如下右图示图 1-4图 1-5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 1-

3、6所需模块及设置： Sources 模块库中 Step 模块。 Sinks 模块库中的Scope 模 块 。 Commonly UsedBlocks 模 块库 中 的 Mux模 块 。Continuous 模块库中的 Zero-Pole 模块。 Step 模块和 Zero-Pole 模块设置如下：（4） ）搭建单一回路系统结构框图如下图图 1-7图 1-8二 比较以下参数的结果： （把各个仿真波形图截图标注）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 2-1如上图可更换 Kp，Ki ， Kd 的值以实现以下要求：（ 1） Kp=8.5,Ki=5.3,Kd=3.4可编辑资料 - - -

4、欢迎下载精品名师归纳总结（ 2） Kp=6.7,Ki=2,Kd=2.5图 2-2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 2-3（ 3） Kp=4.2,Ki=1.8,Kd=1.7图 2-4三 以 Kp=8.5,Ki=5.3,Kd=3.4这组数据为基础 ，只转变其中的一个参数，而其他的两个参数不变的情形下，观测他的图像变化。（ 1）只转变 K p ，当K p =8.5 时候系统输出曲线截图标注可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 3-1当K p =6.7 时候系统输出曲线截图标注图 3-2当K p =4.2 时候系统输出曲线截图标注可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师

5、归纳总结图 3-3（ 2）只转变 Ki ，当Ki =4.2 时候系统输出曲线截图标注图 3-4当Ki =2 时候系统输出曲线截图标注可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 3-5当Ki =1.8 时候系统输出曲线截图标注可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 3）只转变Kd ，图 3-6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结当Kd =3.4 时候系统输出曲线截图标注可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 3-7当Kd =2.5 时候系统输出曲线截图标注图 3-8当Kd =1.7 时候系统输出曲线截图标注可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总

6、结图 3-9四分析不同调剂器下该系统的阶跃响应曲线：（波形截图，标注）（ 1） P调剂 Kp=8可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 2） PI 调剂 Kp=5,Ki=2图 4-1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 4-2（ 3） PD调剂 Kp=8.5,Kd=2.5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 4） PID 调剂 Kp=7.5,Ki=5,Kd=3图 4-3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 4-4五总结：1、P 把握规律把握准时但不能排除余差，I 把握规律能排除余差但把握不准时且一般不单独使用，D 把握规律把握很准时但存在余

7、差且不能单独使用。2、比例系数越小，过渡过程越平缓，稳态误差越大。反之，过渡过 程振荡越猛烈，稳态误差越小。如Kp过大，就可能导致发散振荡。Ti 越大，积分作用越弱，过渡过程越平缓，排除稳态误差越慢。反之，过渡过程振荡越猛烈，排除稳态误差越快。Td 越大，微分作用越强，过渡过程趋于稳固，最大偏差越小。但Td过大，就会增加过渡过程的波动程度。3、P 和 PID 把握器校正后系统响应速度基本相同（调剂时间ts 近似相等），但是 P 把握器校正产生较大的稳态误差，而PI 把握器却能排除余差，而且超调量较小。PID 把握器校正后系统响应速度最快，但超调量最大。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归

8、纳总结六个人心得与体会 ：通过这次课程设计：第一，我加深了对电气工程工具软件实习的一些理论方面的学问，特殊是一些在课堂上似懂非懂的问题，或者懂得比较抽象的问题，在经过课程设计之后，查阅书籍和大量相关资料，以及 matlab仿真之后，对理论学问有一个更加全面的懂得。例如我们在衡量一个系统性能优劣时候，要从两个方面来考 察，一个是动态性能：超调量，调剂时间，上升时间等等，一个是静态性能：稳态误差。而且要对系统进行校正时，也要从这两个方面来进行校正。其次，这次课程设计有许多的方要用到matlab软件，我把握了 matlab 在把握方面上的许多应用，而且仍加强了编程才能。同时在课程设计报告的写作过程中

9、，对word 软件的应用，都大大加强了我运用这些软件的才能，可以说让我的各方面的技能有了很大的提升。其次 , 就是我查阅资料的才能得到大大提升. 虽然这次课程设计的题目网上漫天飞, 但我是通过实际所学的学问亲自做出来的. 在自己做的过程中 , 难免会需要大量资料 , 而这就考察了我的查阅资料与选择资料的才能 . 以前, 学校的数据库很少被我利用 , 而且操作也不是很熟识 , 但这次我为了写出比较好的课程设计报告，查阅了大量的资料。然而 , 这次课程设计 , 遇到许多实际问题，都需要一一去解决，然而这样我的解决实际问题才能得到了加强，而这方面的才能也是我们在将来必备的。虽然这次课程设计完成得仍算

10、顺当, 但在课程设计的过程当中 ,也暴露出了我自身的许多问题. 第一是以前所学的学问遗忘得很快,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于没有准时的巩固以前的学问所造成的后果, 实际上自动把握原理的学问在我们学习以及生活中都会有许多表达和运用，例如反馈的概念等等。这就给我敲响了警钟 , 准时复习所学的学问才能够运用得游刃有余 , 而且有人曾对我说过“对一件事情感爱好是即使在没有任何外界压力下也照旧孜孜不倦的去学习它, 运用它” , 这句话给了我很大的启示 , 我始终认为我对自动把握原理这一块有很大的爱好并且认为自己要朝这方面进展 , 看样子我在这方面做得仍是不够。这次课程设计完成了

11、, 我也完成了一篇课程设计报告 , 虽然说这篇报告质量不是很高 , 但这是我进入高校以来写的最长 , 写得最认真 , 写得最中意的一篇报告。通过完成这样一篇报告, 为我今后发表论文打下了一个很好的基础。总而言之 , 这次课程设计让我懂得了许多许多 , 学问的重要性 , 理论与实践结合的重要性以及独立解决问题的才能等等. 这次课程设计时间没有铺张 , 是我进入高校以来最最充实的一个星期。七参考文献1 胡寿松. 自动把握原理（第四版） . 北京：科学出版社， 2000.62 王万良. 自动把握原理 . 高等训练出版社 .20213 王正林等著 .matlab/Simulink与把握系统仿真 . 电子工业出版社.20054 樊京等著 .matlab把握系统应用与实例 . 清华高校出版社 .2021可编辑资料 - - - 欢迎下载