PID调节器的仿真控制研究(12页).doc
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1、-PID调节器的仿真控制研究 自控1102 徐凯 2011014055 一实验目的容:以所建模型作为被控对象,使用PID调节器实现控制。目标:1、通过选择不同的常规调节器规律(P、PI、PID)及不同的调节参数,观察相应的过渡过程曲线,比较控制过程的质量指标,进一步理解和掌握调节规律和调节参数对系统控制质量的影响。2、对给定的被控对象和给定的控制指标,找出合适的调节规律和调节参数,通过自学,学会参数整定的方法。二实验容为保持飞机的航向和飞行高度,人们设计了如图所示的飞机自动驾驶仪:控制器可选择:P:PI:PID:对以上控制回路,调节器取以下形式时,求取输入为单位阶跃信号时,实际航向角的过渡过程
2、曲线。记录过渡过程曲线的(a)超调量(b)峰值时间(c)过渡时间(d)衰减比(e)余差,研究不同调节规律及参数对控制质量的影响。(1)P调节器:Kc分别取0.1,1.0,2,5,8(2)PI调节器:Kc=5,Ti分别取1,2,4,6,与相同条件下的纯比例调节器比较。(3)PID调节器:Kc=5, Ti=1, Td分别取0.001,0.01,0.05,0.1,与相同条件下的PI调节器比较。利用MATLAB中的Simulink仿真软件。三实验作图和计算1. 控制器先选用P(1)p=0.1 I=0 D=0 (2)p=1 I=0 D=由图可得:峰值时间tp=2.418s 峰值时间tp=2.092超调量
3、%=(0.08065-0.07692)/0.07692*100% 超调量%=(0.5083-0.4545)/0.4545* =48.49% 100%=11.83%调节时间:ts=6.854 调节时间:ts=6.229 上升时间:tr=2.12 上升时间:tr= 1.687 余差=0.07692-1=-0.92308 余差=0.4545-1=-0.5455(3)p=2 I=0 D=0 (4)p=5 I=0 D=0 峰值时间tp=1.782 tp=1.475超调量%=(0.7248-0.625)/0.625*100% %=23.99% =15.968%调节时间ts:ts=4.848 ts=4.63
4、2上升时间:tr=1.497 tr=0.8075余差=0.625-1=-0.375 余差=0.8065-1=-0.1935(5)p=8 I=0 D=0 (6)取不同p值时的响应图峰值时间tp=1,374超调量%=(1.137-0.8696)/0.8696*100% =30.7%调节时间ts=3.621上升时间:tr=1.231余差=0.8696-1=-0.13042.控制器为PI(1)p=5 I=1 D=0 (2)p=5 I=0.5 D=0(3)p=5 I=0.25 D=0 (4)p=5 I=1/6 D=0 (5)p=5 ,取不同I值时的响图3.控制器为PID(1)p=5 I=1 D=0.00
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