智能控制课后仿真讲述.docx

《智能控制》课后仿真报告院（系）：电气与控制工程学院专业班级： 自动化1301班姓名： 杨 光 辉 学号：1306050115题目2-3： 求二阶传递函数的阶跃相应取采样时间为1ms进行离散化。参照专家控制仿真程序，设计专家PID控制器，并进行MATLAB仿真。专家PID 控制MATLAB仿真程序清单：%Exoert PID Controllerclear all;%清理数据库中所有数据close all;%关闭所有界面图形ts=0.001;%对象采样时间，1mssys=tf(133,[1,25,0]);%受控对象的传递函数dsys=c2d(sys,ts,z);%连续系统转化为离散系统[num,den]=tfdata(dsys,v);%离散化后参数，得num和den值u_1=0;u_2=0;%设定初值，u_1是第(k-1)步控制器输出量y_1=0;y_2=0;%设定初值，y_1是第(k-1)步系统对象输出量x=[0,0,0];%设定误差x1误差导数x2误差积分x3变量初值x2_1=0;%设定误差导数x2_1的初值kp=0.6;%设定比例环节系数ki=0.03;%设定积分环节系数kd=0.01;%设定微分环节系数error_1=0;%设定误差error_1的初值for k=1:1:5000%for循环开始，k从1变化到500，每步的增量为1time(k)=k*ts;%仿真时长[0.0010.5]sr(k)=1.0;%TracingStepSignal系统输入信号u(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3);%PIDControllerPID控制器%Expertcontrolrule%Rule1:Unclosedcontrolrule规则1：开环控制if abs(x(1))0.8%if循环开始，产生式规则，if...then...；误差的绝对值大于u(k)=0.45;%控制器输出量等于elseif abs(x(1))0.40u(k)=0.40;elseif abs(x(1))0.20u(k)=0.12;elseif abs(x(1))0.01u(k)=0.10;end%if循环结束%Rule2规则2if x(1)*x(2)0|(x(2)==0)%if循环开始，如果误差增大或不变if abs(x(1))=0.05%内嵌if循环开始，如果误差绝对值大于u(k)=u_1+2*kp*x(1);%控制器输出量施加较强控制else%否则u(k)=u_1+0.4*kp*x(1);%控制器输出量施加一般控制end%内嵌if循环结束end%if循环结束%Rule3规则3if (x(1)*x(2)0x(2)*x2_10)|(x(1)==0)%if循环开始，如果误差减小或消除u(k)=u(k);%控制器输出量不变end%if循环结束%Rule4规则4if x(1)*x(2)0x(2)*x2_10%if循环开始，如果误差处于极值状态if abs(x(1))=0.05%内嵌if循环开始，如果误差绝对值大于u(k)=u_1+2*kp*error_1;%控制器输出量施加较强控制else%否则u(k)=u_1+0.6*kp*error_1;%控制器输出量施加一般控制end%内嵌if循环结束end%if循环结束%Rule5:IntegrationseparationPIcontrol规则5;运用PI控制来消除误差if abs(x(1))=0.001 %if循环开始如果误差绝对值小于（很小）u(k)=0.5*x(1)+0.010*x(3);%控制器输出量用比例和积分输出end%if循环结束%Restrictingtheoutputofcontroller对控制输出设限if u(k)=10u(k)=10;%设控制器输出量上限值endif u(k)=-10u(k)=-10;%设控制器输出量下限值end%LinearmodelZ变化后系统的线性模型y(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2+num(1)*u(k)+num(2)*u_1+num(3)*u_2;error(k)=r(k)-y(k);%系统误差error的表达式，等于系统输入减去输出%--------Returnofparameters--------%每步计算时的参数更新u_2=u_1;u_1=u(k);%u(k)代替u_1y_2=y_1;y_1=y(k);%y(k)代替y_1x(1)=error(k);%CalculatingP赋误差error值于x1x2_1=x(2);%赋值前步计算时的误差导数X2的值等于X2_1x(2)=(error(k)-error_1)/ts;%CalculatingD求误差导数x2，用于下一步的计算x(3)=x(3)+error(k)*ts