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 11:57:33 浏览: 23
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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