北京科技大学自动化学院 自动化生产线实训实验报告
3 Matlab仿真实验
3.1实验建模：
图7 系统阶跃响应曲线
3.1.1作图法建模
根据输出稳态值和阶跃输入的变化幅值可得
?y(?)=22%，?u=5%，
K0??y(?)?u=4.4，τ=0，T0=55
系统近似为一阶惯性纯延迟环节故传递函数为：
4.455S?1
3.1.2计算法建模
G(S)?根据输出稳态值和阶跃输入的变化幅值可得
?y(?)=22%，?u=5%，
K0??y(?)?u=4.4
令 y*(t1)?0.39(y(?)?y(0)) , y*(t2)?0.63(y(?)?y(0))
所以 T=2×(t2－t1)=2×(55－27)=56 , τ=2×t1－t2=2×27－55~=0 所以系统数学模型为：
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4.4G(S)?56S?1
图8 原系统阶跃响应曲线
图9 近似系统阶跃响应曲线
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图10 近似系统框图
1)比较原系统和近似系统的单位阶跃响应，并分析误差大小。 近似系统比例增益系数的值比原系统小，调节较慢。 2)分析误差产生原因。
原系统在实验过程中由于干扰等原因，在输入阶跃信号时阶跃幅度相对较小，使得响应曲线输出的稳态值较初始值不够大，计算得到的比例增益系数偏小。
3.2基于matlab的PID整定
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图11 近似系统PID控制框图
图12 近似系统PID控制参数设定
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图13 近似系统单位阶跃响应曲线
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