实验七SIMULINK 仿真单回路控制系统及PID控制器参数整定

实验七 SIMULINK 仿真

——单回路控制系统及PID 控制器参数整定

一、实验目的及要求：

1.熟悉SIMULINK 工作环境及特点；

2.熟悉控制线性系统仿真常用基本模块的用法；

3.掌握SIMULINK 的建模与仿真方法。 二、实验内容：

用SIMULINK 建立被控对象的传递函数为11010)(23+++=s s s x G ，系统输入为单位阶跃，采用PID 控制器进行闭环调节。

①练习模块、连线的操作，并将仿真时间定为300 秒，其余用缺省值；

②试用稳定边界法（过程控制P5工程整定法之一）设置出合适

的PID 参数，得出满意的响应曲线。

③设计M 文件在一个窗口中绘制出系统输入和输出的曲线，并加

图解。

三、实验报告要求：

①阐述用SIMULINK 进行控制系统仿真的一般过程；

②说明用工程整定法——稳定边界法整定PID 参数的过程。

M文件

denz=[10];

numz=[1 1 10 1];

sysz=tf(denz,numz)%传递函数

denk=[0 0.539];

numk=[0 1];

deni=[0 2];

numi=[1 0];

dend=[0.25 0];

numd=[0 1];

sysk=tf(denk,numk)%p调节器

sysi=tf(deni,numi)%I调节器

sysd=tf(dend,numd)%D调节器

[denki,numki]=parallel(denk,numk,deni,numi);%P调节器与I调节器相并联[denpid,numpid]=parallel(dend,numd,denki,numki);%PI调节器与D调节器相并联组成PID调节器

syspid=tf(denpid,numpid)

[denkh,numkh]=series(denpid,numpid,denz,numz);%PID与传递函数串联组成开环控制系统

syskh=tf(denkh,numkh)

[denbh,numbh]=feedback(denkh,numkh,1,1,-1);%组成单位负反馈闭环系统

sysbh=tf(denbh,numbh)

t=0:0.1:300;%加入0到300的仿真时间，步进值为0.1

subplot(2,1,1)

plot(t,1,'b')%显示单位阶跃函数

subplot(2,1,2)

step(sysbh,t)%显示闭环系统对于单位阶跃函数的响应函数曲线