PID控制器设计40249(10页).doc

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1、-题目：应用不同的算法给下面各个模型设计PID控制器，并比较各个控制器下闭环系统的性能Ga(s)=1/(s + 1)3Gb(s)=1/(s + 1)5Gc(s)=(-1.5 + 1)/(s + 1)3试分别利用整定公式和PID控制器设计程序设计控制器，并比较控制器的控制效果。如果采用离散PID控制器，试比较一般离散PID控制器与增量式PID控制器下的控制效果。解：Ga(s)=1/(s + 1)3工程设计法数学模型如下图1比例单独作用 G = tf(1,1 3 3 1);Kp = 1:1:5;for i = 1:length(Kp) Gc = feedback(Kp(i)*G,1); step(

2、Gc); hold on end gtext(1 Kp = 1), gtext(2 Kp = 2), gtext(3 Kp = 3), gtext(4 Kp = 4), gtext(5 Kp = 5), 2积分单独作用G = tf(1,1 3 3 1);Kp = 1; Ti = 1 :1:5; for i = 1:length(Ti) Gc = tf(Kp*Ti(i) 1,Ti(i) 0); Gcc = feedback(G*Gc,1); step(Gcc); hold on end gtext(1 Ti = 1), gtext(2 Ti = 2), gtext(3 Ti = 3), gtex

3、t(4 Ti = 4), gtext(5 Ti = 5), 3微分单独作用G = tf(1,1 3 3 1);Kp = 1;Ti = 1;Td = 1:1:5; for i = 1:length(Td) Gc = tf(Kp*Ti*Td(i) Ti 1,Ti 0); Gcc = feedback(G*Gc,1); step(Gcc); hold on endgtext(1 Td = 1), gtext(2 Td = 2), gtext(3 Td = 3), gtext(4 Td = 4), gtext(5 Td = 5),PID共同作用下，经SIMULINK仿真取Kp=2，Ti=0.8，Td=

4、1，单位阶跃响应曲线如下Gb(s)=1/(s + 1)5过程系统一阶模型近似s = tf(s);G = 1/(s + 1)3;K1,L1,T1,G1 = getfolpd(1,G); K3,L3,T3,G3 = getfolpd(3,G);% step(G) %受控对象蓝线 holdCurrent plot held step(G1)%由响应曲线识别一阶模型绿线 step(G3)%基于传递函数的辨识方法红线Ziegle-Nichols经验整定公式s = tf(s); G = 1/(s + 1)3; Kc,b,wc,d = margin(G); Tc = 2*pi/wc; Kp = 0.4*Kc; Ti = 0.8*Tc; Kp,Ti; G1 = Kp*(1 + tf(1,Ti,0);%PI Kp = 0.6*Kc; Ti = 0.5*Tc;Gb(s)=1/(s + 1)5过程系统一阶模型近似Ziegle-Nichols经验整定公式Gc(s)=(-1.5 + 1)/(s + 1)3过程系统一阶模型近似Ziegle-Nichols经验整定公式第 10 页-