PID控制算法仿真与控制.pptVIP

实验目的 实验设备及仪表 实验内容 系统主控界面 PID控制算法的参数整定仿真 一般PID算法效果图（仿真） 一般PID算法效果图（实时） 积分分离PID算法原理 积分分离PID 效果图（仿真） 积分分离PID效果图（实时） 实验线路及原理 程序算法流程图 方法与步骤（1） 方法与步骤（2） 思考题 实验报告及要求 单回路温度控制系统 A/D、DA转换板 温度检测元件 XMZ数字显示仪 * * 实验目的 实验线路及原理 实验设备和仪器 方法及步骤 实验内容 实验报告及要求 思考题 实验二 PID控制算法仿真与控制 了解计算机控制过程，及用不同种高级语言编写实验程序的方法与特点。 了解PID算法和程序设计。 掌握阶跃信号、自定义信号下，PID算法的参数整定及被控对象的仿真与控制。 了解组态软件在工业自动化方面的应用和基本使用方法。 返回首页 单回路温度控制箱 A/D、DA转换板 温度检测元件 XMZ数字显示仪 万用表 返回首页 PID控制算法的参数整定仿真，绘制仿真曲线。 2 PID控制算法实时控制的参数整定，绘制实时控制曲线。 下一页 下一页 众所周知，PID控制规律是被广泛应用的一种控制规律，PID控制规律表示 比例-积分-微分控制。数字PID控制算法，是以连续系统的PID控制规律为基础，再将其数字化得到的。PID控制有增量式和位置式，本系统采用的是增量式，它的表达式如下： U(k)=Kp*[e(k)-e(k-1)]+Ki*e(k)+Kd*[e(k)- 2e(k-1)+e(k-2)]+U(k-1) 下一页 kp=3 ；ki=0.01； kd=10；稳态误差-0.03/120=-0.025% 超调量8.98% ； 上升时间254s 下一页 kp=3 ； ki=0.01； kd=10；稳态误差 上升时间220s ； 超调量13.26% 下一页 在有较大的扰动或大幅度改变给定值时，由于此时有较大的偏差，以及系统有惯性和滞后，故在积分项的作用下，往往会产生较大的超调和长时间的波动，特别对于温度、成分等变化缓慢的过程，这一现象更为严重。为此，可采用积分分离措施。其表达式为： 下一页 kp=3 ；ki=0.015 ；kd=10；稳态误差 0.01/120=0.008% 超调量0.82% ；上升时间715s 下一页 kp=3；ki=0.015； kd=10；稳态误差 超调量0.42% ；上升时间826s 返回首页 PID算法结构图 下一页 返回首页 1 打开计算机，进入温度控制系统（VB）软件。 根据公式要求输入各个参数，用软件将一阶惯性环节描述出来，并将一幅为100的阶跃信号加在其上。在计算机屏幕上将输入曲线绘出（既 QA）。 再将这个阶跃信号与反馈量的偏差经PID运算后加在惯性环节上，并在计算机屏幕绘其输出曲线(既FK)。 4 改变kp、 ki、 kd 的数值观察输出（FK）曲线的变化。 下一页 5、实验曲线绘制要求：完成2种信号下的仿真曲线。一是阶跃信号、二是自定义信号。 每种信号下，可以改变控制参数即Ki、Kp、Kd，画出三条曲线，（例如：比例控制、比例积分控制、比例微分控制）。这样2种信号至少可以画出6条曲线。最后再绘制一条完整的PID仿真曲线。 6、任意选择5条曲线，并在仿真曲线上标出控制参数的数值。 7、根据所作的曲线，在报告上分析PID控制参数Ki、Kp、Kd的作用。 返回首页 试总结比较PID的各种算法，各有何优缺点。 说明PID的控制参数kp、 ki、 kd对系统的影响。 总结PID算法参数Kp、Ki、Kd特性。 、 返回首页 电子报告要求登录实验报告数据库，输入（学号、姓名、班级、实验题目、日期等字段） 实验报告内容文字排版工整，结果（图形、数据）正确（） 思考与练习回答正确 报告雷同者扣分 返回首页 1 研华PCL-812PG插入式数据采集卡 MultiLab模拟量和数字量I/O卡 详细介绍： 6路单端12位模拟量输入 2路12位模拟量输出 采样速率可编程，最快达30KHz 带DMA或中断的A/D 16路数字量输出 ? 2 研华采集卡PCI-1711 ?100K/S,12位，16通道单端输入多功能卡 。 详细介绍： PCI—1711有2路模拟量输出通道。 12位 A/D转换器, 采样速率可达 100kHz 16 路单端模拟量输入 板载1K 采样 FIFO 缓冲器 每个输入通道的增益可编程 自动通道/增益扫描 热电阻pt100。热电阻最大的特点是工作在中低温区，性能稳定，测量精度高。本