控制仿真系统结课作业

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1、控制系统仿真与CAD结课作业题目：20、基于MATLAB的输送带配料PID控制的仿真研究作业要求：采用PID空输送配料系统，通过数学分析法输送配料系统进行建模，利用MATLAB中的simulink仿真软件对系统进行仿真并分析仿真结果。作业报告：1、PID控制器的设计（）ＰＩＤ的控制原理PID作为控制器，其内部结构以及与被控系统的连接如图１所示。图１　　ＰＩＤ控制结构输送带配料控制器收到来自主机的控制流量数据作为给定，与实际检测到的流量进行比较，通过ＰＩＤ控制方法，计算输出０～５ｖ的电压信号，或４～２０ｍＡ的电流信号，来控制变频器，

2、从而控制电机的转速，是流量达到给定的值，其控制框图如图２所示。du/dtPID控制变频电机Y（t）PID控制框图２、输送带配料系统数学模型建立（１）异步电动机环节采用在起稳态工作点附近微偏线性化的方法可得到近似的传递函数G1(s)=Km/Tm*S^2+d*S+1(1)（２）变频调速环节传递函数：３输送带配料系统的仿真模型及结果分析３、ＭＡＴＡＬＡＢ的ＰＩＤ实现。（１）可取数据的传递函数为：G（1）=在ＭＡＴＡＬＡＢ中输入程序后，用ｓｔｅｐ函数得到其阶跃响应曲线如下图：再利用ｒｌｏｃｕｓ函数得到其根轨迹图形：右图中可知其Ｋｍ＝３２.

3、３，Ｗｎ＝６.６（２）、利用临界比例度法可确定：输入程序：num=20*[3.5,1];den=conv(conv([0.6,2,1],[0.08,1]),[0.003,9]);G=tf(num,den);step(G)可得到其阶跃函数响应曲线如下图：（３）结果分析.由上图可以做出分析：系统的调节时间为７．１ｓ，可知明显减小，，响应初期的速度变大；系统的超调量减小，系统的无净差度得到提高；最大偏差量减小，且稳态误差减小，系统的稳定性得到提高，抗扰动能力增强。４、用ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真软件进行仿真：未添加ＰＩＤ控制前系统的仿真结果如

4、下图：添加PID控制器滞后，再对系统进行仿真，可得到如下图的结果：由图可知系统的稳定性有所提高。５、总结：从以上仿真结果可以看出，采用PID控制比没用采取ＰＩＤ控制具有较好的动态和静态性能，，它的响应速度快，超调量小，有很小的静态误差，系统对干扰信号和参数变化适应能力强由此说明，采用ＰＩＤ控制输送带配料系统是合理有效的。