自动控制原理课程设计实验(3)

图3 不同K2值的阶跃响应曲线

分析：K2的值越大越利于系统的稳定 2.调试K2=1000的系统：

1）比例控制：根据衰减震荡法的基本思路，首先控制积分环节和微分环节不发生作用，单独调整比例参数，直到出现4:1衰减比得kp=48 n1=[1];d1=[1,0.091];G01=tf(n1,d1)

z=[-0.028];p=[-0.042,0.00041];k=1.325e-006;[nm1,dm1]=zp2tf(z,p,k) G02=tf(nm1,dm1)

G03=series(G01,G02); G04=feedback(G03,1000) n2=1;d2=[1 0]; G05=tf(n2,d2);

G06=series(G04,G05); kp=48;

G07=series(G06,kp)； G08=feedback(G07,1); step(G08); grid on; hold on;

图4 衰减比为4：1的衰减曲线

分析： Kp=48，Tk=286s 2）PID:

Kp=60,ti=85.8;td=28.6

z=[-0.028];p=[-0.042,-0.091,0.00041];k=1.325e-006; [nm1,dm1]=zp2tf(z,p,k);

G01=tf(nm1,dm1); %Gp(s) G02=feedback(G01,1000); n2=1;d2=[1 0]; G03=tf(n2,d2);

G04=series(G02,G03); %右半部分 n3=1;d3=[85.8 0]; %PID控制 G05=tf(n3,d3);

n4=[28.6 0];d4=[2.86 1]; G06=tf(n4,d4);

G07=parallel(G05,G06); G08=parallel(G07,60); G09=series(G08,G04); G10=feedback(G09,1); step(G10)

图5 PID控制的响应

分析：此时超调量和调整时间还不满足要求，反复调节各参数，很难符合要求所以跟换了K2的数值，改为5000 K2=5000： 3）调节参数： Kp:

z=[-0.028];p=[-0.042,-0.091,0.00041];k=1.325e-006; [nm1,dm1]=zp2tf(z,p,k);

G01=tf(nm1,dm1); %Gp(s) G02=feedback(G01,1000); n2=1;d2=[1 0]; G03=tf(n2,d2);

G04=series(G02,G03); %右半部分 n3=1;d3=[85.8 0]; %PID控制 G05=tf(n3,d3);

n4=[28.6 0];d4=[2.86 1]; G06=tf(n4,d4);

G07=parallel(G05,G06); k=20:20:90

for i=1:length(k)

G08=parallel(G07,k(i)); G09=series(G08,G04); G10=feedback(G09,1); figure(1) step(G10) hold on

end

legend('20','40','60','80')

图6 调节PID的比例范围响应曲线

同样调节Ti和Td

得Ti=355.8，Td=1208.6，Kp=20。曲线：

图7 K2=1000的最后调节结果

分析：调整时间偏长 3.调节K2=5000的系统:

1）比例控制：根据衰减震荡法的基本思路，首先控制积分环节和微分环节不发生作用，单独调整比例参数，直到出现4:1衰减比得kp=310 z=[-0.028];p=[-0.042,-0.091,0.00041];k=1.325e-006; [nm1,dm1]=zp2tf(z,p,k);

G01=tf(nm1,dm1); %Gp(s) G02=feedback(G01,5000) n2=1;d2=[1 0]; G03=tf(n2,d2);

G04=series(G02,G03); kp=310;

G05=series(G04,kp); G06=feedback(G05,1); step(G06);

图8 k2=5000的4：1曲线

Kp=310,tk=899

2）PID控制:kp=387.5，Ti=26.99，Td=8.99

z=[-0.028];p=[-0.042,-0.091,0.00041];k=1.325e-006; [nm1,dm1]=zp2tf(z,p,k);

G01=tf(nm1,dm1); %Gp(s) G02=feedback(G01,5000) n2=1;d2=[1 0]; G03=tf(n2,d2);

G04=series(G02,G03); %右半部分 n3=1;d3=[26.97 0];

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