数字PID算法研究实验报告.docVIP

THBCC-1实验平台 CREATEDATE 5/10/2001 6:03:00 PM 实验二 数字PID调节器算法的研究 （实验报告） 姓名:王国华 学号: 201046820420 班级: 电气F1004 实验指导老师：孙红鸽 成绩：_________ 一、实验目的 1．学习并熟悉常规的数字PID控制算法的原理； 2．学习并熟悉积分分离PID控制算法的原理； 3．掌握具有数字PID调节器控制系统的实验和调节器参数的整定方法。 二、实验步骤 1、实验接线 1.1按图4-1和图4-2连接一个二阶被控对象闭环控制系统的电路； 1.2该电路的输出与数据采集卡的输入端AD1相连，电路的输入与数据采集卡的输出端DA1相连； 1.3待检查电路接线无误后，打开实验平台的电源总开关，并将锁零单元的锁零按钮处于“解锁”状态。 2、脚本程序运行 2.1启动计算机，在桌面双击图标“THBCC-1”，运行实验软件； 2.2顺序点击虚拟示波器界面上的“”按钮和工具栏上的 “” 按钮(脚本编程器)； 2.3在脚本编辑器窗口的文件菜单下点击“打开”按钮，并在“计算机控制算法VBS\计算机控制技术基础算法\数字PID调器算法”文件夹下选中“位置式PID”脚本程序并打开，阅读、理解该程序，然后点击脚本编辑器窗口的调试菜单下“步长设置”，将脚本算法的运行步长设为100ms； 2.4点击脚本编辑器窗口的调试菜单下“启动”；用虚拟示波器观察图4-2输出端的响应曲线； 2.5点击脚本编辑器的调试菜单下“停止”，利用扩充响应曲线法（参考本实验附录4）整定PID控制器的P、I、D及系统采样时间Ts等参数，然后再运行。在整定过程中注意观察参数的变化对系统动态性能的影响； 2.6 参考步骤2.4、2.4和2.5，用同样的方法分别运行增量式PID和积分分离PID脚本程序，并整定PID控制器的P、I、D及系统采样时间Ts等参数，然后观察参数的变化对系统动态性能的影响。另外在积分分离PID程序运行过程中，注意不同的分离阈值tem对系统动态性能的影响； 2.7 实验结束后，关闭脚本编辑器窗口，退出实验软件。 三、实验结果及分析 截屏1 位置式PID算法结果 截屏2 积分分离PID控制算法结果 截屏3增量式PID控制算法结果 PID算法 ΔX Y1 ΔY σ％ 位置式 23.8460 2.052 5.0073 2.4402 积分分离式 25.4735 2.052 4.7453 2.3169 增量式 7.9239 1.907 1.1645 0.6106 结果分析：三组数据对比可得出如下结论: 积分分离式算法调节时间最长，增量式算法最短； 位置式算法超调量最大，增量式算法最短； 综合三种算法，增量式算法最优。