控制原理与系统实验2010-11-25实验四.pptxVIP

控制原理与系统实验;控制原理与系统实验;控制原理与系统实验;实验报告要求 1、学号、姓名、班级； 2、报告内容： （1）实验目的； （2）实验原理及原理图； （3）实验大步骤； （4）实验报告及处理内容。 3、拷贝打印出的实验数据和图形 ;1、推导图2-8电路系统的传递函数； 2、计算欠阻尼情况的性能指标与实验所得性能指标进行比较； 3、通过实验总结二阶系统三种阻尼的稳、快、准性能。;1、推导图2-11所示电路系统的开环传递函数与闭环传递函数； 2、计算在各种参数下的谐振频率与谐振峰值，并与实验数据进行比较； 3、绘出实验的闭环系统的对数坐标图。;1、推导实验用串联比例-微分校正网络的传递函数； 2、计算校正前后系统的ωn和ξ值； 3、校正对控制系统时域性能的影响。;; 实验四 直流电机闭环调速实验 ;一、实验目的 ;;3．掌握PID算法数字化的方法和编程。 PID控制 按偏差的比例、积分、微分控制（简称PID控制）是过程控制中应用最广的一种控制规则。由PID控制规则构成的PID调节器是一种线性调节器。这种调节器是将设定值U与实际输出值Y构成控制偏差： e=U-Y 按比例（P）、积分（I）、微分（D）通过线性组合构成控制量。 ; 比例调节器是一种最简单的调节器。它具有反应快、无滞后的特点，抗干扰，使被控参数稳定在给定值附近。但是，对于具有自平衡系统（即系统阶跃响应为一有限值）的被控对象存在静差。对于某一给定系统，当负荷变化时，静差大小与比例作用的强弱有关。加大比例系数可以减小静差，但 过大时，会使动态质量变差，引起控制量振荡甚至导致闭环不稳定。; 比例积分调节器是在比例调节器的基础上增加积分调节规律。积分调节规律的实质是调节器输出的变化速度与输入偏差的大小成正比。只要有偏差，调节器输出的调节信号就不断变化，执行器就不断动作，直至偏差信号消除。因此，积分作用能消除比例调节器的静差。但是积分调节动作缓慢，其调节作用总是滞后于偏差信号的变化。; 在上述PI调节器的基础上再加上微分调节环节就构成了PID调节器。微分调节作用可以克服积分调节作用缓慢性，避免积分作用可能降低系统响应速度的缺点。另外，微分调节的加入有助于减小超调、克服振荡，改善系统的动态性能。;PID控制算法的模拟表达式是： （4-1） —调节器的输出信号； —调节器的偏差信号； —调节器的比例系数； —调节器的积分时间常数； —调节器的微分时间常数。 在实际应用中，根据对象特征和控制要求，可灵活改变其结构，取其一部分构成控制，例如：比例（P）调节器、比例积分（PI）调节器、比例微分调节器（PD）等;PID算法的数字实现 由于DDC（Direct Digital Control）系统是一种时间离散控制系统。因此，为了用计算机实现式 （4-1） 必须将其离散化，用数字形式的差分方程来代替连续系统的微分方程： （4-2）;式中： —采样周期（100mS）； —第n次采样时计算机输出； —第n次采样时的偏差值； —第n-1次采样时的偏差值； —采样序号，n=0，1，2，…。;离散化的PID位置控制算式表达式为： P（k