《自动化专业导论》实验要求.doc

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1、自动化专业导论实验要求一、实验目的1 通过对程序运行结果的分析，熟悉控制理论中主要性能指标的定义和计算；2 通过对程序中参数的调整，分析PID控制器参数对系统性能指标的影响；3 通过对已知控制系统仿真程序的学习理解，能够对程序作简单修改完成对简单系统的仿真程序设计；学会对延时环节的编程。4 根据程序流程图，编写穷举法优化算法，实现对PI控制器参数的优化，并给出实验结果。（优秀要求）二、实验内容【实验1】已知某电厂主蒸汽温度控制系统结构如图1所示。1）根据已给程序（设），观察系统输出响应曲线，计算该系统的性能指标（上升时间、调整时间、超调量、峰值时间、稳态误差）。2）观察采样周期Ts=1，2，5

2、，20，50（可自行设置数值）对系统的影响。3）观察PID控制器参数对系统性能的影响： 令，改变观察各性能指标的变化； 令,改变观察各性能指标的变化； 改变观察各性能指标的变化。【实验2】若控制系统调整为如下图所示，试绘出系统响应曲线。1）根据所给传递函数，修订所给程序。2）根据PID经验公式，计算，代入上述修订程序，观察系统响应，并读出各项性能指标。【实验3】若控制系统调整为如下图所示，试绘出系统响应曲线。1）编写迟延程序段，修改实验2程序；2）计算，代入上述修订程序，观察系统响应，并读出各项性能指标。【实验4】针对实验2所示控制系统，设系统性能指标为。试编写穷举法寻优程序，找到PI控制器最佳参数，其中，寻优步长自行设定。完成所有实验后，撰写实验报告，报告重点对所得结果进行分析总结，论点、论据、结论要清晰；注：如需评优秀同学，必须完成实验内容3-4。2016年6月附录：1. PID传递函数（理想PID数学表达式）（理想微分，工业参数整定常用表达式）（实际微分，工业参数整定常用表达式）2. PID参数整定经验公式（华北电力大学韩璞教授给出）1）对有自平衡对象：，则PID参数可选择为： 2）对无自平衡对象：，则PID参数可选择为：