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1、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 Filer New-* Modeel,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
2、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(Simulink Extra) 图标，打开A到底提哦哪里Liner模块库，将光标移到PID Controller 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 (Math Operations)中把传递函数模块 (Transfer Fcn)、示波器模块(Scoped口加法器模块(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
3、口，完成模块间的连接，如图1,图二。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,(1 ToS)兀=10, n=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T=s, Td =
4、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6s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=s, 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
5、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Ss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6TiTdP2金PI2.2不0.85TkPID1.67 6k0.5 TkTi表4-4衰减曲线法整定参数计算表控制规律调节器参数6TiTdP2ssPI1.2区0.5TsPID0.8 5s0.3TsO.lTs3)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, Kd=0。调整Kp直到出现等幅震荡。如图3图3得出：=4。由于6=2=0.25,同时从图中得知Tpr=66 Kp由公式：Kp = Ki = Kd - Td K P,T得出控制规律调节器参数aTiTdP0.5PI1.820.0324PID2.40.072719.8PI得出的图形PID得出来的图形衰减曲线法将调节器改成纯比例积分,Ki=0, Kd=0。调整 直到调节过程衰减率为0.75的震荡为止。如图1300湖44MlM利此时得出Kp = 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