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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：郭琳琳一、目的加深理解PID调节器的特性及参数设定。二、算法△u(k)=kp[e(k)-e(k-1)+T/Ti*e(k)+Td/T[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]]位置式：u(k)=u(k-1)+△u(k)初始条件：u(k-1)=0,e(k-1)=e(k-2)=0R(k)为单位阶跃,且仿真控制系统的系统框图为：+PIDG（z）R（k）e（k）u（k）y（k）-三个被控对象：I.二阶振荡环节GIz=Z-
2、1+0.5Z-21-1.5Z-1+0.7Z-2,T=2sII.具有非最小相位特性的过程GIIs=k(1-T1s)1+T1s1+T2sGIIz=b1Z-1+b2Z-21+a1Z-1+a2Z-2K=1,T1=4s,T2=10s采样周期T14816b1-0.07289-0.073570.132010.55333b2-0.093940.281970.344130.23016a1-01.68364-1.0382-0.58466-0.22021a20.704690.24660.060810.0037III具有低通特性和纯滞后的过程GIIIs=k(1+T4
3、s)(1+T1s)(1+T2s)(1+T3s)GIIIz=b0+b1Z-1+b2Z-2+b3Z-31+a1Z-1+a2Z-2+a3Z-3Z-dK=1,T1=10s,T2=7sT3=2sT4=4s，τ=4s采样周期T14816d4111b0000.065250.32590b10.004620.065250.255980.32992b20.001690.047930.028500.00767b3-0.00273-0.00750-0.00074-0.0001a1-2.48824-1.49263-0.83771-0.30842a22.063870.7
4、04090.196670.02200a3-0.56203-0.09978-0.00995-0.00010三、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I,II,III在T=1s时针对R(k)的单位阶跃输入调出最佳kp,ti,td值，T=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)的响应曲
5、线，以及y(k),u(k)的四十步计算值。由于时间原因，只选做T=1S，约定超调量poss<5%,上升时间tr<25,调整时间ts<40。不符合条件的PID参数均舍弃。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(k)q0=Kp*[1+T/Ti+Td/T];q1=-Kp*[1+2*Td/T];q2=Td*Kp/T;a
6、1=-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)-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=1:6
7、0;subplot(2,1,1)plot(t,y)xlabel('t');ylabel('y');title('y(k)图形');%显示输出曲线subplot(2,1,2)plot(t,u)xlabel('t');ylabel('u');title('u(k)图形');%显示控制量曲线[yp,tp]=max(y);num=length(t);yss=y(num);%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)
8、<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
