串级控制系统仿真(word文档)

串级控制系统仿真
解题步骤：
(1)串级控制系统的方框图：
（2）单回路控制系统图：
图（ 2）为采纳单回路控制时的Simulink 图，此中， PID C1 为单回路PID 控制器， d1 为一次扰动，取阶跃信号； d2 为二次扰动，取阶跃信号； G o2为副对象， G o1为主对象； r 为系统输入，取阶跃信号，它连结到示波器上，能够方便地观察输出。

在 PID 参数设置中，经过不停的试验，当输入比率系数为260，积分系数为0，微分系数为 140 时，系统阶跃响应达到比较满意的成效，系统阶跃响应以下列图：
采纳这套 PID 参数时，二次扰动作用下，置输入为0，系统框图以下。

系统的输出响应以下列图：
采纳这套 PID 参数时，一次扰动作用下，置输入为0，系统框图以下：系统的输出响应以下
从综合以上各图能够看出，采纳单回路控制，系统的阶跃响应达到要求时，系统对一次扰动，二次扰动的克制成效不是很好。

图（ 1）是采纳串级控制时的状况，d1 为一次扰动，取阶跃信号；d2 为二次扰动，取
阶跃信号； PID C1 为主控制器，采纳PD 控制， PID C2 为副控制器，采纳PID 控制； Go2 为副对象， Go1 为主对象； r 为系统输入，取阶跃信号；scope 为系统输出，它连结到示波器上，能够方便地观察输出。

经过不停试验，当PID C1为主控制器输入比率系数为550，积分系数为0，微分系数为80 时；当 PID C2 为主控制器输入比率系数为3，积分系数为0，微分系数为0 时；系统阶跃响应达到比较满意的成效，系统阶跃响应以下列图所示：
采纳这套PID 参数时，二次扰动作用下，置输入为0，系统的框图以下:
系统的输出响应以下列图:
采纳这套PID 参数时，一次扰动作用下，置输入为0，系统的框图以下:系统的输出响应以下列图:
系统采纳单回路控制和串级控制的对照
控制质量指标单回路控制串级控制
K c1=260， T c1=140K c1=550，T c1=80，K c2=3
衰减率
调理时间5020
残误差00
二次阶跃扰动下的系统短期最大误差
一次阶跃扰动下的系统短期最大误差
从表中能够看出系统的动向过程改良更加显然，可见对二次扰动的最大动向误差能够减
小约 6 倍，对一次扰动的最大动向误差也能够减小约 2.4 倍，系统的调理时间提升了 2.5 倍。

单回路控制系统在副扰动下的单位阶跃响应曲线以下：
串级控制系统在副扰动作用下的节俭响应曲线以下：
经过对照两曲线能够看出，串级控制系统中由于副回路的存在，当副扰动作用时，副
控制器会立刻动作，削弱扰乱的影响，使被副回路克制过的扰乱再进入主回路，对主回路的影响。