单回路控制系统整定实验报告.doc

单回路控制系统整定实验报告一、实验目的(1)掌握动态模型的创建方法.。（2）掌握单回路控制系统的理论整定方法和工程整定方法。（3）了解调节器参数对控制品质的影响。二、实验仪器计算机一台三、实验步骤（1）启动计算机运行MATLAB应用程序。（2）在MATLAB命令窗口输入Smulink启动Simulink。（3）在Simulink库浏览窗口中单击工具栏中的新建窗口快捷按钮或在Simulink库窗口中选择菜单命令FileNewModeel打开一个标题为“Untitled”的空白模型编辑窗口。（4）用鼠标双击信号源模块库（Source）图标打开信号源模块库将光标移动到阶跃信号模块（Step）的图标上按住鼠标左键将其拖放到空白模型编辑窗口中。用鼠标双击附加模块库（SimulinkExtra）图标打开A到底提哦哪里Liner模块库将光标移到PIDController图标上按住鼠标左键将其拖放到空白模块编辑窗口中。（5）用同样的方法从连续系统模块库(Continuous)、接受模块库(Sinks)和数学运算模块库(MathOperations)中把传递函数模块(TransferFcn)、示波器模块(Scope)和加法器模块（Sum）拖放到空白模型编辑窗口中。（6）用鼠标单击一个模块的输出端口并用鼠标拖放到另一模块的输入端口完成模块间的连接如图1图二。图1图二（7）构造图1所示的单回路反馈系统的仿真模型。其中控制对象由子系统创建如图2。（8）设调节器为比例调节器对象传递函数为：（其中：=1=10n=4）用广义频率特性法按衰减率0.75计算调节器的参数；根据计算结果设置PID调节其参数启动仿真通过示波器模块观测并记录系统输出的变化曲线（9）用响应曲线法整定调节器的参数。1）求出对象的阶跃响应曲线2）根据响应曲线求取对象的动态特性参数。3）启动仿真通过示波器模块观测并记录系统输出的变化曲线。（10）用临界曲线法整定调节器参数1）先将调节器改成纯比例作用（使=∞=0）并将比例增益置于最小的数值然后将系统投入闭环运行。启动仿真通过示波器模块观测并记录系统输出的变化曲线。逐渐增加比例增益观测不同比例增一下的调节过程直到调节过程出现等幅震荡为止记录此时的比例带和系统的临界振荡周期和Tk。2）根据求得的和Tk由表4-3可求得调节器的增定参数。3）将调解器参数设置好做系统的定制阶跃扰动试验观测控制过程并根据响应曲线适当修改整定参数。(11)用衰减曲线法整定调节器参数。1）先将调节器参数Ti=∞Td=0并将比例增益置于较小的数值然后将系统投入闭环运行。启动仿真通过示波器模块观测并记录系统输出的变化曲线。逐渐增加比例增益观测不同比例增益下的调节过程直到调节过程出现衰减率为0.75的震荡为止记录此时的比例带δs和系统的震荡周期Ts。2）由表4-4可求得调节器的整定参数。表4-3临界曲线法整定参数计算表控制规律调节器参数P2PI2.20.85PID1.670.5表4-4衰减曲线法整定参数计算表控制规律调节器参数P2PI1.20.5PID0.80.30.13）将调节器参数设置好做系统的定值阶跃扰动试验观测控制过程适当修改整定参数直到控制过程满意为止。四、实验结果（1）临界曲线法将调节器改成纯比例积分即=0=0。调整直到出现等幅震荡。如图3。图3得出：=4。由于=0.25同时从图中得知=66。由公式：得出控制规律调节器参数P0.5PI1.820.0324PID2.40.072719.8PI得出的图形PID得出来的图形(2)衰减曲线法将调节器改成纯比例积分=0=0。调整直到调节过程衰减率为0.75的震荡为止。如图此时得出=1.87动态建模实验报告专业自动化专业班级指导教师姓名学号实验日期