自动控制原理实验报告时域分析法

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相关PID知识

PID控制规律：比例、积分、微分规律。用P表示比例，用I表示积分，用

D表示微分。

P控制(比例)：其作用为最基本的负反馈控制作用。当Kp越大，即越小，

将使比例控制作用增强，系统稳态误差变小，控制周期缩短，

抗干扰能力减弱，系统稳定性变差。

I控制(积分): 其作用是消除稳态偏差，偏差不为零积分不停止，Ti越大，

积分愈慢。无差系统必有积分环节，或在控制器中或在被控

过程中。I作用将使误差趋于零，但使系统稳定性变差。易

震荡。

D控制(微分)：抑制动态偏差。因为与偏差的导数成正比，所以偏差变化D 作用越强。而偏差不变时，D作用为零。D作用有预测含义，

有利于系统稳定性。

典型环节的特性

环节名称传递函数单位阶跃响应

比例环节K

积分环节1/Ts

实际微分环节Tds/(Tcs+1)

惯性环节k/(Ts+1)

五、实验过程

第一题

第一步：大致估算下延迟为50，Kd=10，Td=50，K=15，T=350，初步得到阶跃响应曲线

第二步：发现耐克标记的最低处未低于6，修改Td值（46），再次得到阶跃响应曲线

第三步：发现延迟环节的最顶部不为十，调节Td*Kd值（415），基本得到阶跃响应曲线

第四步：发现耐克图标的末尾不为15，调节K值（16），快要得到阶跃响应曲线

及最终Simulink图如下：

第二题

第一步：选出Transfer Fcn，Step，Scope

第二步：大致估算下分母s^2+0.2s，并修改Step属性，得二阶系统的阶跃响应曲线如下

第三步：发现曲线末端不在15以上，图像由曲线便直线的转接点不在4处，修改分子值（0.54）及分母中s前的系数（0.2004）

，得二阶系统的阶跃响应曲线如下：。

及最终Simulink图如下

八、实验小结

此次试验刚上手时，不知所措。瞎鼓捣了半天，耐克图标死活没有出现。仔细复习了一下PID，汗！比例、微分、积分环节，我是一个都没有啊！而且，Kd、T、Td、K大致的值都可从图中看出，必须

理解典型环节，而并不是瞎凑凑，再拼拼人品就能搞出来的。

第一题中，Kd基本为延迟环节的最大值，K基本为惯性环节的最大值，Td基本为耐克图标的切线与横轴的交点再减去延迟时间，T 基本为图标的切线与K的横坐标的交点所得的纵坐标再减去延迟时间。随后按图慢慢调整数值，一定要有耐心。

第二题中，Step的属性不能忘改，否则横轴（0，1）处恒为1。分母出S前的系数必须小于1（阻尼比小于1），之后改改分子，调整调整S前的系数并保持S^2前的系数不变（因为分子分母都可约分），曲线即可得出。