数字PID算法研究实验报告

实验二数字PID调节器算法的研究
（实验报告）
姓名:王国华学号: 201046820420 班级: 电气F1004
实验指导老师: 孙红鸽成绩: _________
一、实验目的
1. 学习并熟悉常规的数字PID控制算法的原理；
2. 学习并熟悉积分分离PID控制算法的原理；
3. 掌握具有数字PID调节器控制系统的实验和调节器参数的整定方法。

二、实验步骤
1.实验接线
1.1按图4-1和图4-2连接一个二阶被控对象闭环控制系统的电路；
1.2该电路的输出与数据采集卡的输入端AD1相连, 电路的输入与数据采集卡的输出端DA1相连；
1.3待检查电路接线无误后, 打开实验平台的电源总开关, 并将锁零单元的锁零按钮处于“解锁”状态。

2.脚本程序运行
2.1启动计算机, 在桌面双击图标“THBCC-1”, 运行实验软件；
2.2顺序点击虚拟示波器界面上的“”按钮和工具栏上的“”按钮(脚本编程器)；
2.3在脚本编辑器窗口的文件菜单下点击“打开”按钮, 并在“计算机控制算法VBS\计算机控制技术基础算法\数字PID调器算法”文件夹下选中“位置式PID”脚本程序并打开, 阅读、理解该程序, 然后点击脚本编辑器窗口的调试菜单下“步长设置”, 将脚本算法的运行步长设为100ms；
2.4点击脚本编辑器窗口的调试菜单下“启动”；用虚拟示波器观察图4-2输出端的响应曲线；
2.5点击脚本编辑器的调试菜单下“停止”, 利用扩充响应曲线法（参考本实验附录4）整定PID控制器的P、I、D及系统采样时间Ts等参数, 然后再运行。

在整定过程中注意观察参数的变化对系统动态性能的影响；
2.6 参考步骤2.4.2.4和2.5, 用同样的方法分别运行增量式PID和积分分离PID 脚本程序, 并整定PID控制器的P、I、D及系统采样时间Ts等参数, 然后观察参数的变化对系统动态性能的影响。

另外在积分分离PID程序运行过程中, 注意不同的分离阈值tem对系统动态性能的影响；
2.7 实验结束后, 关闭脚本编辑器窗口, 退出实验软件。

三、实验结果及分析
截屏1 位置式PID算法结果
截屏2 积分分离PID控制算法结果
PID算法ΔX Y1 ΔY σ％
位置式23.8460 2.052 5.0073 2.4402 积分分离式25.4735 2.052 4.7453 2.3169 增量式7.9239 1.907 1.1645 0.6106
2)积分分离式算法调节时间最长, 增量式算法最短；
3)位置式算法超调量最大, 增量式算法最短；
4)综合三种算法, 增量式算法最优。

5)
6)。