编写Matlab程序,依据控制对象传递函数,利用扩充临界比例法对PID参数进行整定,给出等幅振荡的仿真图
时间: 2024-02-26 07:57:33 浏览: 167
以下是一个基于控制对象传递函数的 PID 参数整定的 Matlab 程序示例,包括扩充临界比例法的实现和等幅振荡的仿真图:
```matlab
% 定义控制对象传递函数
G = tf([1],[1 3 2]);
% 设定采样时间和仿真时间
Ts = 0.01;
t = 0:Ts:10;
% 设置 PID 控制器的初始参数
Kp = 1;
Ki = 0.5;
Kd = 0.1;
% 初始化变量
u = zeros(size(t));
y = zeros(size(t));
e = zeros(size(t));
y_sp = ones(size(t));
% 采用扩展临界比例法调整 PID 控制器参数
CR = 0;
while CR <= 0.5
% 计算每个时间步的控制信号、输出响应和误差
for i = 2:length(t)
e(i) = y_sp(i) - y(i-1);
u(i) = Kp*e(i) + Ki*Ts*sum(e(1:i)) + Kd*(e(i)-e(i-1))/Ts;
y(i) = lsim(G,u(1:i),t(1:i));
end
% 计算当前参数下的扩展临界比例度
P = lsim(tf([Kp Ki Kd],[1 0]),u,t);
CR = (max(P)-1)/std(P);
% 根据扩展临界比例度调整 PID 控制器参数
Kp = Kp*(1+0.2*sign(CR)*(abs(CR)^0.5));
Ki = Ki*(1+0.3*sign(CR)*(abs(CR)^0.25));
Kd = Kd*(1+0.4*sign(CR)*(abs(CR)^0.125));
end
% 绘制等幅振荡的仿真图
figure;
plot(t,y_sp,'--',t,y);
legend('Setpoint','Output');
xlabel('Time (s)');
ylabel('Amplitude');
title('Step Response with Oscillation');
```
在上面的程序中,我们首先定义了一个控制对象传递函数 `G`,然后设定了采样时间和仿真时间。接着,我们初始化了 PID 控制器的初始参数,并计算了每个时间步的控制信号、输出响应和误差。在 while 循环中,我们使用扩展临界比例法调整 PID 控制器的参数,直到 CR 大于 0.5 为止。最后,我们绘制了等幅振荡的仿真图,其中包括了设定的目标值和 PID 控制器的输出响应。
注意:以上代码仅作为示例,具体的控制对象传递函数和 PID 参数需要根据实际情况进行调整。
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