温度控制系统智能控制器的设计与仿真 - 图文(4)

华中科技大学文华学院毕业设计（论文）

图3-3反馈方块图

PID方块图内为：

图3-4 PID方块图

Step 2:将Td调为0，Ti调为0，让系统为P控制，如下图3-5所示：

图3-5 PID方块图

Step 3：调整KP使系统震荡，震荡时的KP即为临界增益KU，震荡周期即为TV。如下图3-6所示：

8

华中科技大学文华学院毕业设计（论文）

图3-6 系统震荡特性图

Step 4：再利用Ziegler-Nichols调整法则，即可求出该系统之Ｋp、Ti，Td之值。

三个不同的控制对象模型的Kp，Ti，Td的整定值。

20e?0.5sG1(S)?2S?1的参数Kp，Ti，Td的整定 3.5.1 控制对象

如下图：

图3-7 G1(S)的simulink模型

9

华中科技大学文华学院毕业设计（论文）

图3-8 等幅震荡时的输出波形

Tu=1.8

此时设定的Ku=0.35

按表3-1计算的各参数结果为：Kp=0.6Ku=0.21 Ti=0.5Tu=0.9

Td=0.125Tu=0.225

20e?0.5sG2(S)?4S?1的参数Kp，Ti，Td的整定 3.5.2 控制对象

如下图：

图3-9 等幅震荡时的输出波形

Tu=1.9

此时设定的Ku=0.667

10

华中科技大学文华学院毕业设计（论文） 按表3-1计算的各参数结果为：Kp=0.6Ku=0.4 Ti=0.5Tu=0.95 Td=0.125Tu=0.24

20e?0.5sG3(S)?(2S?1)(4S?1)的参数Kp，Ti，Td的整定 3.5.3 控制对象

如下图：

图3-10 等幅震荡时的输出波形

Tu=5.2

此时设定的Ku=0.65

按表3-1计算的各参数结果为：Kp=0.6Ku=0.65 Ti=0.5Tu=0.033 Td=0.125Tu=0.62

3.6 对PID控制器的仿真

3.6.1 模型一的仿真

20e?0.5sG1(S)?2S?1按照上述整定好的PID参数进行如下仿真，对被控对象模型一先不

加扰动，Simulink模型和仿真结果如下：

11

华中科技大学文华学院毕业设计（论文）

图3-11 不加扰动下的模型一

图3-12 不加扰动下的模型一的仿真结果

加扰动，Simulink模型和仿真结果如下：

12