过程控制系统实验报告
姓名:黄佳鑫
班级:自动化1201
学号:1210410106
实验三:利用MATLAB/对串级控制系统进行仿真
一、实验目的
1.学会利用MATLAB/Simulink 对串级控制系统进行参数整定。
2.学会利用MA TLAB/Simulink 分析串级控制系统的抗干扰能力。
二、实验设备
安装Windows 系统和MATLAB 软件的计算机一台。
三、实验内容
构成以锅炉温度为主变量,锅炉夹套温度为副变量的串级控制系统,假设主、副对象传递函数分别为
试采用串级控制设计主、副PID 控制器的参数,并与等效的简单控制系统进行抗干扰能力的比较。
四、实验步骤
1.系统设计和参数整定
1)简单控制系统
(1) 利用NCD Outport ( 或Signal Constraint )模块,建立如下图所示的简单控制系统的Simulink 结构图。
图一 仿真电路图
首先点击Simulation →Configuration Parameters(stop time 设置为100,其余参数采用默认值) 在MA TLAB 窗口中利用以下命令对PID 控制器的初始值进行任意设置:>>Kc=1;Ti=1;Td=1; 然后,双击Signal constraint →g oals →desired response →点击第2个选框→进行设置参数(Settling Time 为25、Rise Time 为15、% overshoot 为12,其余参数采用默认值)单机ok 。
图二
11()(301)(31)p G s s s =++22
1()(101)(1)p G s s s =++
注:在图二中应注意把Final value的值改到和给定值相同的值,因为我们控制的最终目的是达到给定要求。
Optimization →T uned Parameters→add(添加需要优化的参数,参数采用默认值)
→点击ok。
图三
注:在操作图三的过程中,应采取默认值,因为我们实验前不知道参数的准确范围,所以采用默认参数,如若能确定参数的范围,可以进行最大值和最小值的修改,但范围尽量选的较大。
点击开始,即可运行。
运行结果如下所示
图四
注:在的到图四的结果后,可进行坐标的调整edit→axes properties→得到图五,可以设定想要的参数便于分析观察图形。
图五坐标的调整
五、实验结果与分析
1、将simulink图截图至实验报告
2、将示波器显示结果和参数整定结果截图至实验报告。
3、思考并总结串级控制的参数整定的基本方法与原理,在整定过程中需要注意哪些事项。
实验结果:。