MATLAB与系统仿真 - 图文

梧州学院

专业：机械设计制造及其自动化班级：学号：姓名：庞聪邮箱：

MATLAB与系统仿真

08机械2班 200800606220

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2011年7月5日

一、带饱和输出特性PID控制系统的被控对象为G0(s)=制器为Gc(s)=Kp(1?1TIs?TDs)1=Kp?KI1s?KDs=5+

80s?10.048e?60s，其PID控

s。以G0(s)与Gc(s)为

前向通道的单位负反馈系统。试对于PID控制器分别采用以下3种办法：PID控制3个分量叠加、传递函数方框图与PID控制子系统绘制其Simulink仿真模型图，并对其进行阶跃仿真。然后对PID控制子系统进行封装。（结合P141例7-5、P144例7-6）（本题20分） 【解】：

（1） 分析：根据题意，已知PID控制器为GC(s)=5?KI=0.048,KD=0。PID的3个作用分量。

0.048s,即Kp=5,

（2） PID的三个分量叠加法

将PID的3个分量叠加作用直接绘制在系统中的Simulink模型图的0706.mdl如下图所示。途中的阶跃信号为1，即单位阶跃作用，三信号叠加模块Add，混路器模块Mux，饱和特性为?1.1，时间延迟为60S，仿真时间输入2000s。如图示

PID控制3个分量叠加的Simulink模型mx0706.mdl

根据PID控制三个分量叠加的Simulink模型mx0706.mdl可得出下面的系统的单位阶跃给定响应曲线，如图示

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系统的单位给定响应曲线

（3）传递函数的方框图法：

将PID的三个分量叠加作用（求和）通分后求得一个传递函数，即

Gc(s)=Kp(1?1TIs?TDs)=Kp?KI1s?KDs=5+

0.048s=

5s?0.048s，将Gc(s)传递

函数绘制在系统的Simulink模型mx0706a.mdl如图7-62所示。对模型mx0706a.mdl进行仿真，结果同样得到7-61所示的系统的单位阶跃给定响应曲线。

PID控制传递函数方框的Simulink模型mx0706a.mdl

根据PID控制传递函数方框的Simulink模型mx0706a.mdl进行仿真得到如图7-58a所示系统单位阶跃给定响应曲线。

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系统的单位阶跃给定响应曲线

（4）PID系统控制法。

定义子系统，如图模型mx0706b.mdl，如图示

PID控制子系统的Simulink模型mx0706b.mdl

创建子系统图如下：

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