1、本科實驗報告填寫說明1. 學員完成人才培養方案和課程標準要所要求的每個實驗后，均須提交實 驗報告。2. 實驗報告封面必須打印，報告內容可以手寫或打印。3. 實驗報告內容編排及打印應符合以下要求：（1）釆用A4 （21cmX29. 7cm）白色復印紙，單面黑字打印。上下左右各側 的頁邊距均為3cm；缺省文檔網格：字號為小4號，中文為宋體，英文和阿拉伯 數字為Times New Roman,每頁30行，每行36字；頁腳距邊界為2. 5cm,頁碼 置于頁腳、居中，釆用小5號阿拉伯數字從1開始連續編排，封面不編頁碼。（2）報告正文最多可設四級標題，字體均為黑體，第一級標題字號為4號, 其余各級標題為小

2、4號；標題序號第一級用“一、”、“二、”，第二級用“（一）”、“（二）”，第三級用“1. 、“2.，第四級用“（1） ”、 “（2） ”，分別按序連續編排。（3）正文插圖、表格中的文字字號均為5號。一、實驗目的1. 能夠建立和使用MATLAB平臺的Simulink仿真環境;2. 能夠進行數字PID控制的計算；3. 能夠進行數字PID控制的參數整定；4. 能夠描述大延遲被控對象對PID控制的影響。二、實驗內容嚴給定:被控對象為恥 F,為-小純滯后對象,輸入為單位階躍信號Q n（ t）.要求：應用擴充臨界比例度法整定數字fid控制器的四個控制參數：采樣周 期T、比例系數p k、積分時間常數i T、

3、微分時間常數dT,并從圖形上計 算上升時間r t、超調量p M以及調整時間s t .控制度選為，數字比例控制 的采樣周期為min T=f仿真時間為10s。（1）用MATLAB的仿真工具Simulink進行參數整定并仿真， 其框圖為圖1-1小延遲對象仿真框圖注意：Simulink中的離散環節都自帶有采樣器（輸入端）和零階保 持器（輸出端）；后綴為m命令文件名不能與后綴為mdl仿真框圖文件 名相同，否則m文件不會執行。%）（2）如果被控對象為$大純滯后對象。請重復上述步驟，并比較兩個被控對象PID控制器的控制效果?？刂贫冗x為，數字比例控制的采樣周 期為min T=t仿真時間為100s。(3) 現在

4、參考輸入改為方波信號，幅值為1,周期為2秒(20秒)，占空 比為50%,査看上述兩個不同被控對象的閉環控制系統輸出的跟蹤效果。圖12大延遲對象仿真框圖三、實驗設計寫出自己的設計思路；畫出電路圖；畫出流程圖。四、實驗器材MATLAB矩陣實驗室2013a, WIND0WS7環境。五、實驗步驟-0.2sGpG) = f1. 對小延遲被控對象S+1進行參數整定(1) 數字比例控制利用Simulink畫出PID數字比例控制方框圖，如下圖所示?？刂破鲀H為數字比例控制，數字比例控制的采樣周期為mi n T=,仿真時間 為 10s。(2) 求臨界增益k、臨界周期T從零開始增加值，直到系統輸出出現等幅振蕩，此時

5、值記為相應的振蕩周期cr 7記為臨界周期。(3) 査表計算示波器選擇控制度為，査表確定PID參數值7； p k、Ti、Td；編寫FID 參數計算m文件，計算出b0,bl,b2o m程序如下。Ker =;Ter =;T = *Tcr;%原始值kp = *Kcr;Ti = *Tcr;Td = *Tcr;ki = kp*T/Ti:kd = kp*Td/T;bO = kp+ki+kd;bl = -(kp+2*kd);b2 = kd;(4) 觀察控制效果利用Simulink畫出PID數字控制方框圖，如下圖所示。運行PID控制，觀察控制效果(上升時間、超調量、調整時間)。(4) 微調參數微調參數p k、T

6、i、Td,使控制效果更滿意。(5) 跟蹤方波現在參考輸入改為方波信號，幅值為1,周期為2秒，占空比為50%,查看 控制系統輸出的跟蹤效果。如下圖所示。PID ControlaSumPulseAGeneratorb0.+b1.z-1-z-11 I A(s+1)| kZero-Polew(t)Tran sport Delayu(t)PID ControllerGpG）二一-2. 對大延遲被控對象*$ + 1進行參數整定，重復上述步驟。數字比例控制的采樣周期為mi n r=,仿真時間為100s。方波信號, 幅值為1,周期為20秒，占空比為50%。六、實驗數據參數整定:跟蹤方波:%很塢倡kp = 0. 24Kcr:|Ti = 0.60tTcr:Td = 0.Q0Q5Tcr;kp 二 Ch 68Kcr;Ji 二 0.90Icr:Td =七、實驗分析八、問題與建議1、在做第一個實驗時需要調制系統至等幅振蕩的圖像輸出，在調節時，應 當注意使用放大工具，載波等幅振蕩情況更為準確。整定KP時選用二分査找的 思路要快捷很多。2、在整定PID參數和跟蹤方波實驗時，要注意調整三個參數的方法，應當 是根據參數對圖像的影響趨勢調整，而不是隨意選取值。九、源程序* mKer =;Ter =;T