3)、分析不同调节器下该系统的阶跃响应曲线 (四条线在一个图里) （1）P调节 Kp=8 （2）PI调节 Kp=5,Ki=2 （3）PD调节 Kp=8.5,Kd=2.5 （4）PID调节 Kp=7.5,Ki=5,Kd=3
实训五 综合题
G(s)?1. 某控制系统的被控过程的传递函数是：
Matlab Simulink设计PID控制器,满足以下要求: （PID控制器封装子系统,写出具体步骤,并附图.） （1）封装子系统
1,基于
(5s?1)(2s?1)(10s?1)
（2）设置参数
（3）整定PID参数（稳定边界法采用4:1）？
设置初始参数为 Kp ＝ 1，Ki ＝ 0，Kd ＝ 0（即纯比例控制），启动仿真 ，得到系统的阶跃响应曲线 ，如图（a）所示。由图 （a）可知 ，系统虽然能够稳定运行 ，但却是有静差的 ，而且快速性也较差 ，因此需要引入积分和微分环节。根据临界比例度法的整定法则 ，需要逐步增大 Kp，获取系统的等幅振荡曲线 ，求出临界增益 Ku 和临界振荡周期 Tu。通过调整参数求得临界振荡时的临界增益为 Ku ≈12.5 ，临界振荡周期大致为 Tu ≈15.12 s
图（a）
（4）整定PID参数（稳定边界法采用等幅振荡）？ 控制器类型 P PI PID Kp 0.5Ku 0.455Ku 0.6Ku Ki ∞ 0.85Tu 0.5Tu Kd 0 0 0.125Tu
根
据
表
一
选取
相
应
的
PID
参
数
值
应为
：
Kp=0.6Ku=7.5,Ti=0.5Tu=7.56,Td=0.125，Tu=1.89所以积分项系数
Ki=Kp/Ti=0.992，微分项系数为Kd=Kp*Td=14.175。最后求得按照临界比例度法整定 PID 参数后系统的阶跃响应曲线如图 （b）所示。由图 （b）知 ，系统阶跃响应的超调量 ，调节时间约为 35s，稳定性和快速性还有待改善 ，此时可以对整定的 PID 参数适当调整。通过减小积分系数 Ki 来减小超调量。取 Ki＝ 0.4，Kp，Kd 仍用临界比例度法整定的数据 ，进而得到系统新的单位阶跃响应曲线 ，如图 （c）所示。从图 （c）可以看出系统的过渡过程时间 ，超调量都有所降低。
图（b） 图（c） 3) 结果分析比较？
使用稳态边界法得到的相应曲线调节可以消除余差，但是它的超调量较大。我们可以把Ki适当减少，即增大积分时间常数，减弱积分作用来改善响应曲线
过渡过程动态偏差过大的问题。
2．已知两子系统传递函数分别为：
57s?8 G1(s)? G2(s)?2 试求：
s?1s?2s?91) 两系统并联连接的等效传递函数,观察其单位阶跃响应；
2）两系统串联连接的等效传递函数,观察其单位阶跃响应；