王孝良《计算机控制技术》数字pid的计算机仿真

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1、数字PID的计算机仿真课程名称：计算机控制技术学院：电子信息与电气工程学部专业：自动化班级：1204学号：201181178学生姓名：郭琳琳冃的加深理解PID调节器的特性及参数设定。二、算法△u(k)=kp

2、e(k)-e(k-1)+T/Ti*e(k)+Td/T

3、e(k)-2e(k-l)+e(k-2)]]位置式：u(k)=u(k-l)+Au(k)初始条件：u(k-l)=0,e(k-l)=e(k-2)=0R(k)为单位阶跃，且仿真控制系统的系统框图为：PID—U(K)>G(z)y(k)三个被控对象：I.二阶振荡环节cf、Z-1+

4、0.5Z一21⑵_1-1.5Z-1+0.7Z-2,T_2SGii(s)11・具有非最小相位特性的过程釆样周期T14816bl-0.07289-0.073570.132010.55333b2-0.093940.281970.344130.23016al・01.68364-1.0382-0.58466-0.22021a20.704690.24660.060810.0037/c(l-TiS)((7(1+T1s)(1+T2s)/八丿b1Z~1-^b2Z~2l^a1Z~1-^a2Z~2K二1,T1二4s,T2=10s111具有低通特

5、性和纯滞后的过程伽（S）=（g：（說;爲S）彷0+以-1+涉-2+以7z_dl+a1Z^1+a2Z^2+a3Z^3K=l,Tl=10s，T2=7sT3=2sT4=4s,t=4s采样周期T14816d4111b0000.065250.32590bl0.004620.065250.255980.32992b20.001690.047930.028500.00767b3-0.00273-0.00750-0.00074-0.0001al-2.48824-1.49263-0.83771-0.30842a22.063870.704090

6、.196670.02200a3-0.56203-0.09978-0.00995-0.00010三、仿真要求：1、用C语言matlab编制仿真程序(不准直接调用MATLAB的PID仿真程序)软件具有，参考输入T,Kp,Ti,Td的界面，具有y(k)的响应曲线显示功能，显示y(k),u(k)的40步计算数据。2、对模型1,11,111在T二Is时针对R(k)的单位阶跃输入调出最佳kp,ti,td值,T二4,8,16选做。3、整定法，凑试法。4、提交包过I,II,III各模型的仿真数据，包过kp,ti,td的值，y(k),u(k)

7、的响应曲线，以及y(k),u(k)的四十步计算值。由于吋间原因，只选做T=1S,约定超调量poss<5%,上升吋间tr<25,调整时间ts<40o不符合条件的PID参数均舍弃。%稳态值poss=100*(yp-yss)/yss%计算超调量fori=length(t):-1:1if(y(i)>1.02*yss)ts=t(i);breakelseif(y(i)<0.98*yss)ts=t(i);breakelsets=0;endendts%显示调整时间fori=1:length(t)if(y(i)<0.9*yss)tr1=t(i

8、);elseif(y(i)==yp)breakendendfori=1:length(t)if(y(i)<0.1*yss)tr2=t(i);elseif(y(i)==yp)breakendendtr=tr1-tr2%显示上升时间，是从10%到90%End四、被控对象的PID参数整定过程:编写PID函数，在调整PID参数时，程序写为fuction[]=PID(Kp,Ti,Td,T)并且计算出上升时间，超调量等参数和曲线图形，便于调整。function[y,u]=PID(Kp,Ti,Td,T)%输入PID参数,输出y(k),u(

9、k)qO=Kp*[1+T/Ti+Td/T];q1=-Kp*[1+2*Td/T];q2=Td*Kp/T;a1=-1.5;a2=0.7;b1=1;b2=0.5;%写入a,b参数，可以直接修改e=zeros(1,60);u=zeros(1,60);y=zeros(1,60);du=zeros(1,60);fork=3:1:60e(1,k)=1-y(1,k-1);du(1,k)=q0*e(1,k)+q1*e(1,k-1)+q2*e(1,k-2)；u(1,k)=u(1,k-1)+du(1,k);y(1,k)=-a1*y(1,k-1)-

10、a2*y(1,k-2)+b1*u(1,k-1)+b2*u(1,k-2);end%数字PID增量型控制算法迭代步骤t=1:60;subplot(2,1,1)P'ot(t,y)xlabel('t');ylabel(y);title('y(k)图形');%显示输出曲线subplot(2,1,2)