实验二_PID控制特性的实验研究

实验二、PID控制特性的实验研究

一、实验目的：

1.学习并掌握利用MATLAB编程平台进行控制系统复数域和频率域仿真的方法。

2.通过仿真实验研究并总结PID控制规律及参数对系统特性影响的规律。

3.实验研究并总结PID控制规律及参数对系统根轨迹、频率特性影响的规律，并总结

系统特定性能指标下根据根轨迹图、频率响应图选择PID控制规律和参数的规则。

二、实验任务及要求：

（一）实验任务：

自行选择被控对象模型及参数，设计实验程序及步骤仿真研究分别采用比例（P）、比例积分（PI）、比例微分（PD）及比例积分微分（PID）控制规律和控制参数（Kp、K I、K D）不同变化时控制系统根轨迹、频率特性和时域阶跃响应的变化，总结PID控制规律及参数对系统特性、系统根轨迹、系统频率特性影响的规律。

在此基础上总结在一定控制系统性能指标要求下，根据系统根轨迹图、频率响应图选择PID控制规律和参数的规则。

（二）实验要求：

1.分别选择P、PI、PD、PID控制规律并给定不同的控制参数，求取系统根轨

迹、频率特性、时域阶跃响应。通过绘图展示不同控制规律和参数系统响应

的影响。按照不同控制规律、不同参数将根轨迹图、频率响应图和时域响应

图绘制同一幅面中。

2.通过根轨迹图、频率响应图和时域响应图分别计算系统性能指标并列表进行

比较，总结PID控制规律及参数对系统特性、系统根轨迹、系统频率特性

影响的规律。

3.总结在一定控制系统性能指标要求下，根据系统根轨迹图、频率响应图选择

PID控制规律和参数的规则。

4.全部采用MATLAB平台编程完成。

三、实验报告编写要求：

（一）报告内容：

1．实验目的。

2．实验内容及要求。

3．实验方案设计。

4．实验结果。

5．实验规律分析与总结。

6．实验仿真程序清单。

（二）实验报告提交：

1．实验报告以电子文档形式书写并自行打印（A4幅面）并提交，图文并茂。

2．提交时间与方式要求：

(1) 实验后一周内提交，过期提交不予受理。

(2) 两人一组提交一份纸质实验报告。