系统性能改善的simulink仿真

系统性能改善的simulink仿真

一、实验目的

学会利用simulink建立系统模型，并进行仿真，读取系统特征参数。

二、实验设备

1、笔记本一台

2、Matlab软件

三、实验原理（略）

四、实验内容

设系统G（s）=16/s(s+2.4)，校正前τ和Td均为0，校正后均为0.15。

1、利用simulink研究比例微分对系统性能的影响

比例微分系统结构图

则可用simulink画出其仿真图：

比例微分仿真图

2、利用simulink研究比例微分对系统性能的影响

测速反馈系统结构图

测速反馈仿真图五、实验结果

仿真运行后在命令框输入以下程序：

subplot(211);

plot(t,y,t,1,t,1.05,t,0.95);

grid on;

subplot(212);

plot(t1,y1,t1,1,t1,1.05,t1,0.95);

grid on;

[t,y]=ginput;

即可得到结果：

图1、比例微分校正结果

图2、测速反馈结果图

然后用[t,y]=ginput;在图形上寻找需要的点的数据，记录。也可根据闭环传递函数的改变编程实现：

num=[2.4 16];

den=[1 4.8 16];

num1=[16];

den1=[1 4.8 16]

subplot(211);

step(num,den);

title('比例微分校正');

subplot(212);

step(num1,den1);

title('反馈校正');

grid on

图3、反馈，比例微分比较图

六、结果分析

提高阻尼比来改善系统的性能，使超调量减小，提高系统稳定性，使调节时间变短，提高系统的快速性。

2、由校正后的二者闭环特征式可看出，比例微分控制相比于测速反馈

控制多了一个零点，这使得比例微分控制相对于测速反馈控制的上升

时间提前，但超调量加大。

3、由图1，图2知一阶系统在阶跃信号作用下的输出稳态无差。

七、实验感想

1.测速反馈控制和比例微分控制均能很好的改善系统的动态特性

2.考虑到比例微分对高频噪声具有放大作用，而测速反馈一般具有滤波

作用，比例微分控制方式不适合用于有高频噪声产生的系统中。

3.由闭环特征式知测速反馈控制会降低开环增益，从而使稳态误差加大

（1型系统输入为斜坡信号时存在常值误差），可通过增大开环增益来

实现。