请写出这个文件所要求的matlab代码
时间: 2024-12-15 09:23:56 浏览: 6
MATLAB 读取和写出Excel文件的方法.docx
根据您提供的文档内容,以下是实现PID控制器性能分析和主动振动隔离系统控制策略的MATLAB代码示例:
### 1. PID 控制器性能分析
```matlab
% 定义过程传递函数
num = [1];
den = [1 5 6];
G = tf(num, den);
% 定义PID控制器参数
Kp_values = [0.1, 1, 10]; % 比例增益
Ki_values = [0.1, 1, 10]; % 积分增益
Kd_values = [0.1, 1, 10]; % 微分增益
% 创建闭环系统
for i = 1:length(Kp_values)
for j = 1:length(Ki_values)
for k = 1:length(Kd_values)
Kp = Kp_values(i);
Ki = Ki_values(j);
Kd = Kd_values(k);
% 定义PID控制器
C = pid(Kp, Ki, Kd);
% 闭环系统
sys_cl = feedback(C*G, 1);
% 步响应
step(sys_cl);
title(['Step Response for Kp=', num2str(Kp), ', Ki=', num2str(Ki), ', Kd=', num2str(Kd)]);
hold on;
end
end
end
legend('show');
grid on;
hold off;
```
### 2. 单自由度主动振动隔离系统
```matlab
% 定义系统参数
m = 30; % 质量 (kg)
k = 240; % 刚度 (N/m)
b = 20; % 阻尼比 (N·s/m)
% 定义未加控制时的系统传递函数
A = [0 1; -k/m -b/m];
B = [0; 1/m];
C = [1 0];
D = 0;
sys_uncontrolled = ss(A, B, C, D);
% 定义PID控制器参数
Kp = 10; % 比例增益
Ki = 1; % 积分增益
Kd = 1; % 微分增益
% 定义PID控制器
C = pid(Kp, Ki, Kd);
% 闭环系统
sys_cl = feedback(C*ss(A, B, C, D), 1);
% 输入信号频率范围
f_range = 0.1:0.1:5; % Hz
omega_range = 2 * pi * f_range;
% 计算最大位移
max_displacement_uncontrolled = max(abs(freqresp(sys_uncontrolled, omega_range)));
max_displacement_controlled = max(abs(freqresp(sys_cl, omega_range)));
% 输出结果
fprintf('最大位移(无控制): %.2f m\n', max_displacement_uncontrolled);
fprintf('最大位移(有控制): %.2f m\n', max_displacement_controlled);
% 绘制频响曲线
figure;
bode(sys_uncontrolled, 'b', sys_cl, 'r');
legend('Uncontrolled', 'Controlled');
title('Frequency Response Comparison');
grid on;
```
### 说明
1. **PID 控制器性能分析**:
- 通过改变 `Kp`, `Ki`, 和 `Kd` 参数,观察不同参数组合下系统的阶跃响应。
- 使用 `step` 函数绘制阶跃响应曲线,并通过标题显示当前的参数值。
2. **单自由度主动振动隔离系统**:
- 定义系统参数和未加控制时的传递函数。
- 设定PID控制器参数,并创建闭环系统。
- 计算并比较未加控制和加控制后的最大位移。
- 绘制频响曲线,对比控制前后的系统性能。
希望这些代码能帮助您完成项目任务。如果有任何进一步的问题,请随时提问。
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