计算机控制系统实验报告

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计算机控制技术实验报告(完整版)

计算机控制技术实验报告(完整版)

前言本指导书是配合自动化专业本科生专业课《计算机控制技术》的课堂教学而编写的实验教材,通过实验的验证能够使学生了解和掌握计算机控制的硬件技术和软件编程方法。

本书共设计了七大类实验,第一类中包含过程通道和数据采集处理方面的几个内容;第二类为数字PWM 发生器和直流电机调速控制的开环实验;第三类包含几种数字PID闭环控制实验;第四类中有两种数字调节器直接设计方法的实验;第五类是一个温度控制系统;第六类是随动系统实验;第七类是过程控制系统的研究;实验五至实验七的内容是带有被控对象的控制系统。

七个实验的全部学时大于计划学时,教师和学生对所做的实验内容可以选择以满足实验计划学时为准。

通过实验学生巩固了课堂教学的内容,也为今后实际工作打下了一定技术基础。

本指导书由王尚君、毛一心老师共同编写,穆志纯教授进行了严格的审阅工作。

由于计算机性能的快速提高,计算机控制的技术手段也在不断出新,书中难免存在不足之处,敬请读者批评指正。

编者2007年10月目录前言 (1)目录 (2)实验一过程通道和数据采集处理 (4)一、输入与输出通道 (4)1. AD 转换实验` (5)2. DA 转换实验` (7)二、信号的采样与保持` (9)1. 零阶保持实验` (9)2. 直线插值实验*` (11)3. 二次曲线插值实验*` (11)三、数字滤波 (15)1. 一阶惯性实验 (16)2. 四点加权实验* (16)实验二开环系统的数字程序控制 (19)数字PWM 发生器和直流电机调速控制 (19)一、实验目的 (19)二、实验内容` (19)三、实验所用仪表及设备 (19)四、实验原理及步骤 (20)五、思考题 (21)六、实验报告内容及要求 (21)实验三数字PID闭环控制 (22)数字PID控制算法 (22)积分分离法PID控制 (23)带死区的PID控制* (27)简易工程法整定PID 参数 (30)扩充临界比例度法 (30)扩充响应曲线法 (32)实验四数字调节器直接设计方法 (36)最小拍控制系统 (36)一、实验目的 (36)二、实验所用仪表及设备` (36)三、实验原理及内容 (36)有纹波最小拍控制系统 (37)无纹波最小拍控制系统 (38)四、实验步骤 (40)五、思考题 (41)六、实验报告内容及要求 (41)实验一过程通道和数据采集处理为了实现计算机对生产过程或现场对象的控制,需要将对象的各种测量参数按要求转换成数字信号送入计算机;经计算机运算、处理后,再转换成适合于对生产过程进行控制的量。

计算机控制实验报告初稿

计算机控制实验报告初稿
6.“II型”系统要注意稳定性。对于Gp2(s),若采用PI调节器控制,其开环传递函数为
G(s)=Gc(s)·Gp2(s)
=K(Tis+1)/s·1/s(0.1s+1)
为使用环系统稳定,应满足Ti>0.1,即K1<10
7.PID递推算法如果PID调节器输入信号为e(t),其输送信号为u(t),则离散的递推算法如下:
Gs=tf([5],[1,1,0]);
Gz=c2d(Gs,0.1,'zoh');//求解广义对象的脉冲传递函数
Transfer function:
0.02419 z + 0.02339
----------------------
z^2 - 1.905 z + 0.9048
Sampling time: 0.1
G=c2d(G1,0.01,'zoh');//求系统脉冲传递函数
rlocus(G);//绘制系统根轨迹
将图片放大得到
Z平面的临界放大系数由根轨迹与单位圆的交点求得。
放大图片分析:
[k,poles]=rlocfind(G)
Select a point in the graphics window
selected_point =
0.9905 + 0.1385i
k =
193.6417
poles =
0.9902 + 0.1385i
0.9902 - 0.1385i
得到0<K<193
(2)假设不考虑采样开关和零阶保持器的影响,即看作一连续系统,讨论令系统稳定的 的取值范围;
解:
G1=tf([1],[1 1 0]);

北航计算机控制系统实验报告

北航计算机控制系统实验报告

北航计算机控制系统实验报告一、实验目的通过本实验,旨在加深对计算机控制系统的理解,熟悉计算机控制系统的基本组成和原理,并能够运用所学知识进行实际的控制系统设计与调试。

二、实验原理计算机控制系统是一种通过计算机对实际物体或过程进行控制的系统。

其基本组成包括传感器、执行机构、人机界面、控制算法和控制器等。

传感器负责将物理量转换成电信号,输入给计算机;执行机构根据计算机的控制信号完成相应的动作;人机界面提供了与计算机进行交互的方式;控制算法基于传感器采集到的信息和用户的输入,计算出执行机构所需的控制信号;控制器根据控制算法输出的控制信号与执行机构进行交互。

三、实验内容本实验的主要内容为设计一个自动化温控系统。

系统包括一个温度传感器、一个加热器和一个温度控制器。

温度传感器负责采集环境温度,并将其转换成模拟电信号输入给温度控制器;加热器根据温度控制器输出的控制信号控制加热功率,从而调节环境温度;温度控制器根据温度传感器采集到的温度信号和用户设定的目标温度,计算出加热功率控制信号。

四、实验步骤1.连接硬件设备将温度传感器的输出接口与温度控制器的输入接口相连;将温度控制器的输出接口与加热器的输入接口相连。

2.设计控制算法根据用户设定的目标温度和实际温度,设计一个控制算法,计算出加热功率控制信号。

常见的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法等。

3.编写控制程序使用编程语言编写一个控制程序,根据控制算法计算出的控制信号,通过温度控制器的输出接口发送给加热器。

4.调试控制系统运行控制程序,观察温度控制系统的运行情况。

根据实际温度与目标温度的偏差调整控制算法的参数,使系统达到较好的控制效果。

五、实验结果分析运行实验过程中,通过观察实际温度与目标温度的偏差,可以评估系统的控制效果。

根据实际情况,调整控制算法的参数,使系统的响应速度更快、稳定性更好。

六、实验总结通过本实验,我对计算机控制系统的基本原理和组成有了更深入的理解,掌握了控制系统的设计与调试方法,并在实践中提高了解决实际问题的能力。

计算机控制系统实验报告

计算机控制系统实验报告

计算机控制系统实验报告《计算机控制系统实验报告》一、实验目的本次实验旨在通过搭建计算机控制系统,探究计算机在控制系统中的应用和作用。

通过实际操作,加深对计算机控制系统的理解,提高实践能力。

二、实验内容1. 搭建计算机控制系统的硬件平台,包括计算机、传感器、执行器等设备的连接和配置;2. 编写控制程序,实现对执行器的控制;3. 进行实际控制实验,观察计算机在控制系统中的作用和效果。

三、实验步骤1. 硬件搭建:按照实验指导书上的要求,连接计算机、传感器和执行器,确保硬件平台的正常运行;2. 软件编写:根据实验要求,编写控制程序,包括传感器数据采集、数据处理和执行器控制等部分;3. 实际控制:运行编写好的控制程序,观察执行器的运行情况,记录数据并进行分析。

四、实验结果与分析经过实验操作,我们成功搭建了计算机控制系统,并编写了相应的控制程序。

在实际控制过程中,计算机能够准确、快速地对传感器采集的数据进行处理,并通过执行器实现对系统的控制。

实验结果表明,计算机在控制系统中发挥着重要作用,能够提高系统的稳定性和精度。

五、实验总结通过本次实验,我们深入了解了计算机在控制系统中的应用和作用,提高了对计算机控制系统的理解。

实践中,我们也发现了一些问题和不足,需要进一步学习和改进。

总的来说,本次实验对我们的学习和实践能力都有很大的提升。

六、实验感想本次实验让我们深刻感受到了计算机在控制系统中的重要性,也让我们更加坚定了学习和掌握计算机控制技术的决心。

希望通过不断的学习和实践,能够成为优秀的控制工程师,为社会发展做出贡献。

以上就是本次计算机控制系统实验的报告,谢谢阅读。

计算机控制系统实验报告

计算机控制系统实验报告

一、实验目的1. 理解计算机控制系统的基本原理和组成;2. 掌握计算机控制系统的基本操作和调试方法;3. 通过实验,加深对计算机控制理论的理解和应用。

二、实验仪器1. PC计算机一台;2. 计算机控制系统实验箱一台;3. 传感器、执行器等实验设备。

三、实验内容1. 计算机控制系统组成与原理;2. 传感器信号采集与处理;3. 执行器控制与调节;4. 计算机控制系统调试与优化。

四、实验步骤1. 熟悉实验设备,了解计算机控制系统实验箱的组成及功能;2. 连接实验设备,检查无误后启动实验软件;3. 根据实验要求,进行传感器信号采集与处理;4. 根据实验要求,进行执行器控制与调节;5. 对计算机控制系统进行调试与优化,观察系统响应和性能;6. 记录实验数据,分析实验结果。

五、实验结果与分析1. 计算机控制系统组成与原理实验过程中,我们了解了计算机控制系统的基本组成,包括传感器、控制器、执行器等。

传感器用于采集被控对象的物理量,控制器根据采集到的信号进行计算、处理,然后输出控制信号给执行器,执行器对被控对象进行调节。

2. 传感器信号采集与处理在实验中,我们使用了温度传感器采集环境温度信号。

通过实验,我们掌握了如何将模拟信号转换为数字信号,以及如何对采集到的信号进行滤波处理。

3. 执行器控制与调节实验中,我们使用了继电器作为执行器,根据控制器输出的控制信号进行开关控制。

通过实验,我们学会了如何设置执行器的参数,以及如何对执行器进行调节。

4. 计算机控制系统调试与优化在实验过程中,我们对计算机控制系统进行了调试与优化。

通过调整控制器参数,使得系统在满足控制要求的同时,具有良好的动态性能和稳态性能。

六、实验总结本次实验使我们对计算机控制系统有了更深入的了解,掌握了计算机控制系统的基本原理和操作方法。

通过实验,我们提高了动手能力和实际操作能力,为今后从事相关领域工作奠定了基础。

七、实验报告1. 实验名称:计算机控制系统实验2. 实验日期:XXXX年XX月XX日3. 实验人员:XXX、XXX4. 实验指导教师:XXX5. 实验内容:计算机控制系统组成与原理、传感器信号采集与处理、执行器控制与调节、计算机控制系统调试与优化6. 实验结果与分析:详细描述实验过程中遇到的问题、解决方法及实验结果7. 实验心得体会:总结实验过程中的收获和体会(注:以上实验报告仅供参考,具体实验内容和结果可能因实际情况而有所不同。

计算机控制原理实验报告

计算机控制原理实验报告

计算机控制原理实验报告一、实验目的本实验旨在通过计算机控制系统的模拟,深入理解计算机控制原理,掌握计算机控制系统的基本组成、工作原理及实现方法。

通过实验,培养我们的动手能力、分析问题和解决问题的能力,为后续学习和工作打下坚实的基础。

二、实验原理计算机控制系统是一种利用计算机实现自动控制的系统,它由计算机、输入输出设备、传感器和执行器等组成。

计算机通过接收来自传感器的输入信号,根据预设的控制算法进行计算,输出控制信号到执行器,从而实现对被控对象的控制。

三、实验步骤1. 准备实验设备:计算机、传感器、执行器、被控对象等。

2. 连接实验设备:将传感器、执行器与计算机连接,并将传感器和执行器与被控对象进行连接。

3. 编写控制程序:根据实验要求,编写控制程序,实现计算机对被控对象的控制。

4. 运行实验:启动计算机,运行控制程序,观察被控对象的响应。

5. 数据记录与分析:记录实验数据,分析实验结果,评估控制性能。

四、实验结果与分析1. 数据记录:在实验过程中,记录了不同输入信号下被控对象的输出响应,以及计算机输出的控制信号。

2. 数据分析:根据记录的数据,分析被控对象的行为特性,以及控制信号对被控对象的影响。

3. 结果展示:通过图表等形式展示实验结果,对比理论分析与实践结果的一致性。

五、结论总结通过本次实验,我们深入了解了计算机控制系统的组成与工作原理,掌握了计算机控制系统的实现方法。

实验过程中,我们不仅锻炼了动手能力,还培养了分析问题和解决问题的能力。

通过数据记录与分析,我们进一步认识到了计算机控制在工业生产和生活中的应用价值。

在未来的学习和工作中,我们将继续深入研究计算机控制原理及其应用领域的相关知识,为推动科技进步和社会发展做出更大的贡献。

同时,我们也应该意识到计算机控制技术的快速发展和应用范围的广泛性,需要不断学习和掌握新技术、新方法,以适应时代的发展和社会的需求。

此外,我们也可以从实验过程中发现一些潜在的问题和挑战。

计算机控制系统实验报告

计算机控制系统实验报告

计算机控制系统实验报告计算机控制系统实验报告引言计算机控制系统是一种利用计算机技术对各种设备和系统进行自动化控制的系统。

它在工业生产、交通运输、军事防御等领域有着广泛的应用。

本实验旨在通过对计算机控制系统的实际操作,深入了解其工作原理和应用。

实验目的本次实验的主要目的是学习计算机控制系统的基本原理和实现方法,通过实际操作来加深对其工作过程的理解。

同时,通过实验数据的收集和分析,掌握计算机控制系统的性能评估方法。

实验设备和材料本次实验所需设备和材料包括:计算机、控制器、传感器、执行器、数据采集卡等。

实验过程1. 硬件连接首先,将计算机与控制器通过数据采集卡连接起来,并将传感器和执行器与控制器相连。

确保各个设备之间的连接正确无误。

2. 程序编写编写控制程序,根据实验要求设定相应的控制算法和参数。

在程序中设置传感器数据的采集频率和执行器的控制方式,并将其与控制器进行关联。

3. 实验数据采集启动实验程序,开始采集传感器数据和执行器的控制信号。

通过数据采集卡将数据传输到计算机中,保存为文件以备后续分析使用。

4. 数据分析根据实验数据,进行数据分析和处理。

通过对采集的传感器数据进行曲线绘制和统计分析,评估控制系统的性能指标,如响应时间、稳定性等。

实验结果与讨论根据实验数据的分析,可以得出控制系统的性能评估结果。

通过对响应时间的分析,可以评估控制系统的快速性和准确性。

通过对稳定性的分析,可以评估控制系统的抗干扰能力和稳定性。

根据实验结果,可以对控制系统进行进一步的优化和改进。

实验总结通过本次实验,我对计算机控制系统的工作原理和实现方法有了更深入的了解。

通过实际操作和数据分析,我对控制系统的性能评估方法有了更清晰的认识。

同时,本次实验也让我意识到了计算机控制系统在现代工业生产中的重要性和广泛应用。

结语计算机控制系统实验是计算机科学与技术专业的重要实践环节。

通过实际操作和数据分析,可以加深对计算机控制系统的理论知识的理解,并为今后的工作和研究提供基础。

控制系统仿真实验报告

控制系统仿真实验报告

控制系统仿真实验报告一、实验目的本次控制系统仿真实验的主要目的是通过使用仿真软件对控制系统进行建模、分析和设计,深入理解控制系统的工作原理和性能特点,掌握控制系统的分析和设计方法,提高解决实际控制问题的能力。

二、实验设备与软件1、计算机一台2、 MATLAB 仿真软件三、实验原理控制系统是由控制对象、控制器和反馈环节组成的一个闭环系统。

其工作原理是通过传感器测量控制对象的输出,将其与期望的输出进行比较,得到误差信号,控制器根据误差信号产生控制信号,驱动控制对象,使系统的输出逐渐接近期望的输出。

在仿真实验中,我们使用数学模型来描述控制对象和控制器的动态特性。

常见的数学模型包括传递函数、状态空间方程等。

通过对这些数学模型进行数值求解,可以得到系统的输出响应,从而对系统的性能进行分析和评估。

四、实验内容1、一阶系统的仿真建立一阶系统的数学模型,如一阶惯性环节。

使用 MATLAB 绘制系统的单位阶跃响应曲线,分析系统的响应时间和稳态误差。

2、二阶系统的仿真建立二阶系统的数学模型,如典型的二阶振荡环节。

改变系统的阻尼比和自然频率,观察系统的阶跃响应曲线,分析系统的稳定性、超调量和调节时间。

3、控制器的设计与仿真设计比例控制器(P 控制器)、比例积分控制器(PI 控制器)和比例积分微分控制器(PID 控制器)。

对给定的控制系统,分别使用不同的控制器进行仿真,比较系统的性能指标,如稳态误差、响应速度等。

4、复杂控制系统的仿真建立包含多个环节的复杂控制系统模型,如串级控制系统、前馈控制系统等。

分析系统在不同输入信号下的响应,评估系统的控制效果。

五、实验步骤1、打开 MATLAB 软件,新建脚本文件。

2、根据实验内容,定义系统的数学模型和参数。

3、使用 MATLAB 中的函数,如 step()函数绘制系统的阶跃响应曲线。

4、对响应曲线进行分析,计算系统的性能指标,如超调量、调节时间、稳态误差等。

5、设计控制器,修改系统模型,重新进行仿真,比较系统性能的改善情况。

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《计算机控制系统》实验报告学校:上海海事大学学院:物流工程学院专业:电气工程及其自动化姓名:***学号:************一、实验课程教学目的与任务通过实验设计或计算机仿真设计,使学生了解和掌握数字PID控制算法的特点、了解系统PID参数整定和数字控制系统的直接设计的基本方法,了解不同的控制算法对被控对象的控制特性,加深对计算机控制系统理论的认识,掌握计算机控制系统的整定技术,对系统整体设计有一个初步的了解。

根据各个实验项目,完成实验报告(用实验报告专用纸)。

二、实验要求学生在熟悉PC机的基础上,熟悉MATLAB软件的操作,熟悉Simulink工具箱的软件编程。

通过编程完成系统的设计与仿真实验,逐步学习控制系统的设计,学习控制系统方案的评估与系统指标评估的方法。

计算机控制系统主要技术指标和要求:根据被控对象的特性,从自动控制系统的静态和动态质量指标要求出发对调节器进行系统设计,整体上要求系统必须有良好的稳定性、准确性和快速性。

一般要求系统在振荡2~3次左右进入稳定;系统静差小于3%~5%的稳定值(或系统的静态误差足够小);系统超调量小于30%~50%的稳定值;动态过渡过程时间在3~5倍的被控对象时间常数值。

系统整定的一般原则:将比例度置于较大值,使系统稳定运行。

根据要求,逐渐减小比例度,使系统的衰减比趋向于4:1或10:1。

若要改善系统的静态特性,要使系统的静差为零,加入积分环节,积分时间由大向小进行调节。

若要改善系统的动态特性,增加系统的灵敏度,克服被控对象的惯性,可以加入微分环节,微分时间由小到大进行调节。

PID控制的三个特性参数在调节时会产生相互的影响,整定时必需综合考虑。

系统的整定过程是一个反复进行的过程,需反复进行。

实验一、数字PID 参数的整定一、 实验目的1)、了解数字PID 控制回路的结构。

2)、掌握数字PID 控制算法的控制原理。

3)、掌握数字PID 控制算法的整定原理。

二、 实验设备1) WINDOWS 操作系统和MATLAB 软件。

2) PC 电脑。

三、 实验原理在过程控制中,广义被控对象采用一阶对象,设计相应的数字控制器,使系统达到稳定,并满足一定的动态和静态指标。

例如:对象的传递函数为:ss 251332 ,按下图进行数字PID 控制系统设计,并确定数字PID 控制器的参数。

四、实验内容1) 建立闭环数字控制系统。

2) 选择PID 数字调节器。

3) 将PID 三参数置于适当值,使系统稳定运行。

4) 整定比例度。

5) 整定积分时间。

6) 整定微分时间。

7) 对系统进行控制指标的综合考虑,系统反复调试。

五. 实验要求1.完成编程并检查是否有语法错误。

2.运行程序。

3.对运行的结果进行显示。

4.记录运行的结果。

5.分析正确与错误的原因。

6.用专用的报告纸写出实验报告。

六.实验结果分析1.控制器PID程序:function [u]=shiyan1f(u1,u2)persistent errori error_1if u1==0errori=0;error_1=0;endts=0.001;kp=2;ki=0;kd=0;error=u2;errord=(error-error_1)/ts;errori=errori+error*ts;u=kp*error+kd*errord+ki*errori;error_1=error;2.仿真模型:3.Kp=2,Ki=0,Kd=0时波形如图1调节Kp的值,4.Kp=2,Ki=1,Kd=0时波形如图2图 1 Kp=2,Ki=0,Kd=0时阶跃响应图 2 Kp=2,Ki=1,Kd=0时阶跃响应5.Kp=2,Ki=1,Kd=10时波形如图36.结论(1) 比例系数KP的作用与对系统性能的影响对稳态特性的影响:在系统稳定的情况下,稳态误差与KP成反比关系,加大比例作用系数KP,可以减小稳态误差,提高控制精度,反之减小控制精度。

但是,加大KP不能完全消除稳态误差。

对动态特性的影响:比例作用系数KP加大,会使系统的动作灵敏、响应速度加快。

KP偏大,振荡次数变多,调节时间加长;当KP太大时,系统会趋于不稳定。

若KP太小,又会使系统的响应缓慢。

(2) 积分时间常数TI的作用与对系统性能的影响对稳态特性的影响:积分控制能消除系统的稳态误差,提高控制系统的控制精度;但若TI太大,积分作用太弱,将不能减小稳态误差。

对动态持性的影响:积分时间常数TI偏小,积分作用强,由于积分具有迟后的特性,系统振荡次数较多;TI太大,对系统性能的影响减小。

当时间常数TI合适时,动态过渡过程的性能比较理想。

(3) 微分时间常数TD的作用与对系统性能的影响微分控制的作用反映偏差信号的变化率与一定的趋势,通过微分控制能够预先控制偏差,产生超前的校正作用,可用于改善系统动态特性。

如减少超调量,缩短调节时间,允许加大比例控制,使稳态误差减小,提高控制精度等。

仅当TD偏大时,超调量较大,调节时间较长。

当TD偏小时,同样超调量和调节时间也都较大。

只有TD取得合适,系统动态过程的调节才能得到比较满意的效果。

实验二、Smith算法的运用一、实验目的1)、了解Smith算法控制回路的结构。

2)、掌握Smith算法的控制原理。

3)、掌握Smith控制算法的设计原理。

二、实验设备1) WINDOWS操作系统和MATLAB软件。

2) PC电脑。

三、实验原理按下图进行Smith算法控制回路的设计,在过程控制中,广义被控对象采用一阶加纯迟后对象,设计相应的Smith控制控制器,使系统达到稳定,并满足一定的动态和静态指标。

四、实验内容1)运行MATLAB文件。

2)运用Simulink按下图进行图形化编程。

3)采用Smith控制方法,在PID控制中(选用PI控制),取k p=40,k i=0.022,假设预测模型精确,阶跃信号输入取100。

4)观测Simulink仿真程序运行的结果。

(仿真结果表明,Smith控制方法具有很好控制效果。

)5)进行系统整定;当参数适当值时,使系统稳定运行。

6)对系统进行控制指标的综合考虑,系统反复调试。

五.实验要求1.完成编程并检查是否有语法错误。

2.运行程序。

3.对运行的结果进行显示。

4.记录运行的结果。

5.分析正确与错误的原因。

6.用专用的报告纸写出实验报告。

六.结果与分析1.开环系统模型及波形2.实际预估器并联于控制器的系统模型此时scope波形3.补偿预估器并联于被控对象的系统模型此时输出波形scope54.未加预估器的PID控制系统由此可以发现Smith预估控制可以讲对象的迟延特性消除,再利用PID控制即可实现较为理想的控制。

实验三、二阶对象数字控制系统设计一、实验目的1)、了解二阶对象数字控制回路的结构。

2)、掌握二阶对象数字PID 算法的控制原理。

3)、掌握二阶对象数字PID 控制算法的设计原理。

二、实验设备1) WINDOWS 操作系统和MATLAB 软件。

2) PC 电脑。

三、实验原理按下图二阶对象数字控制回路的设计,在过程控制中,广义被控对象采用二阶对象,设计相应的PID 控制控制器,使系统达到稳定,并满足一定的动态和静态指标。

广义被控对象采用的传递函数为:运用Simulink 按下图进行图形化编程。

设计相应的数字控制器,使系统达到稳定,并满足一定的动态和静态指标。

四、 实验内容1) 建立闭环数字控制系统。

2) 选择PID 数字调节器。

3) 进行PID 三参数整定;当三参数适当值时,使系统稳定运行。

4) 整定比例度。

5) 整定积分时间。

6) 整定微分时间。

7) 对系统进行控制指标的综合考虑,系统反复调试。

五. 实验要求1. 完成编程并检查是否有语法错误。

9418.094.1001.0003.02+-+=z z z G p2.运行程序。

3.对运行的结果进行显示。

4.记录运行的结果。

5.分析正确与错误的原因。

6.用专用的报告纸写出实验报告。

六.实验结果与分析1.程序function [u]=chap4_7f1(u1,u2,u3) global spersistent errori error_1ts=0.001;if u3==0errori=0;error_1=0;ends=2 %Selecting Signal Type if s==1 %Step Signalkp=0.5;ki=0.5;kd=0.28;elseif s==2 %Sine Signalkp=40;ki=0.28;kd=0.0;elseif s==3 %Square Wave Signal kp=0;ki=0.0;kd=0.28;enderror=u2;errord=(error-error_1)/ts;errori=errori+error*ts;u=kp*error+kd*errord+ki*errori;error_1=error;2.模型调节的过程中首先使得积分和微分系数为0,首先调节比例系数Kp,再调节Ki由大到小调节,消除静差,最后调节Kd,减小调节时间,最后得到最优的控制器参数。

当输入信号为正弦信号时,(1)无控制器时(2)有PID控制器时,kp=40;ki=0.28;kd=0.0微分作用很容易放大高频噪声,降低系统的信噪比,从而使系统抑制干扰的能力下降。

因此,在实际应用中,应慎用微分控制。

Kd=0,此时系统可以实现很好的无静差跟随,。

当输入信号为方波信号时,(1)无控制器时系统的超调量特别大,输出波形滞后(2)有PID控制器时,kp=0;,ki=0.0,kd=0.28:当输入信号为正弦信号时(1)有控制器时kp=1.5,ki=1.3;kd=0.4;(2)无控制器时,系统的超调量特别大,输出波形滞后结论1.比例控制:就是对偏差进行控制,偏差一旦产生,控制器立即就发生作用即调节控制输出,使被控量朝着减小偏差的方向变化,偏差减小的速度取决于比例系数Kp,Kp越大偏差减小的越快,但是很容易引起振荡,尤其是在迟滞环节比较大的情况下,Kp减小,发生振荡的可能性减小但是调节速度变慢。

但单纯的比例控制存在静差不能消除的缺点。

这里就需要积分控制。

2.微分控制:它能敏感出误差的变化趋势,可在误差信号出现之前就起到修正误差的作用,有利于提高输出响应的快速性,减小被控量的超调和增加系统的稳定性。

但微分作用很容易放大高频噪声,降低系统的信噪比,从而使系统抑制干扰的能力下降。

因此,在实际应用中,应慎用微分控制。

3.积分控制:实质上就是对偏差累积进行控制,直至偏差为零。

积分控制作用始终施加指向给定值的作用力,有利于消除静差,其效果不仅与偏差大小有关,而且还与偏差持续的时间有关。

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