基于PID控制的直流电机调速系统设计

基于PID控制的直流电机调速系统

rlocus(Gpd); %绘制根轨迹

[K,Poles]=rlocfind(Gpd); %从根轨迹确定临界点对应的增益和极点 Kcr=K;

Wcr=angle(Poles(1))/Ts; Tcr=2*3.14/Wcr; %设计PID控制器

%按表中公式确定参数Kp，Ti，Td Kp=0.388*Kcr; Ti=0.5*Tcr; Td=0.125*Tcr;

%按PID控制器模型确定Ki和Kd Ki=Kp*Ts/Ti; Kd=Kp*Td/Ts;

disp('PID参数Kp,Ki,Kd分别为:') Kp Ki Kd

%建立PID控制器的离散化模型Gcd(s) z=tf('z',Ts)

Gcd=Kp+tf(Ki*z/(z-1))+tf(Kd*(z-1)/z); %检验PID控制器的性能 Gd=Gpd*Gcd;

Gclose=feedback(Gd,1); figure(1) clf

step(Gclose,'r') 运行的结果如下:

selected_point = -3.2749 - 0.0559i

PID参数Kp,Ki,Kd分别为: Kp =

1.7037e+004 Ki =

1.7045e+004 Kd =

4.2570e+003

Transfer function: z

Sampling time: 0.00167 PID校正后阶跃响应曲线如图

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基于PID控制的直流电机调速系统

16141210x 108Step ResponseAmplitude86420-2012345678x 109-3Time (sec)4-3 PID校正后阶跃响应曲线如图

由此, 我们可在动态仿真集成环境Simulink下构造一个系统模型，并将所求得的KP,TI和TD代入SIMULINK中，如图4-4所示。

图4-4 控制系统模型图

在Simulink窗口下点击开始仿真按钮, 双击SCOPE图标, 就可以得到如图4-5所示的，接入PID控制器后的闭环响应曲线。

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