%继电式自整定调节器 clear; clc; %% 初值 Ts=0.001; L=300; yp=0; d=1; %% 传递函数离散化 Gs=tf(1,conv(conv([10,1],[5,1]),[2,1])); dsys =c2d(Gs,Ts,'tustin '); [num,den]=tfdata(dsys,'v'); len=length(den); %% 等幅振荡 for t=1:len-1 y(t)=0; u(t)=0; e(t)=yp-y(t); time(t)=t*Ts; end for t=len:L/Ts if e(t-1)>0 u(t)=d; else u(t)=-d; end y(t)=-den(2)*y(t-1)-den(3)*y(t-2)-den(4)*y(t-3)+num(1)*u(t)+num(2)*u(t-1)+num(3)*u(t-2)+num(4)*u(t-3); e(t)=yp-y(t); time(t)=t*Ts; end figure(1) plot(time,y,'DisplayName','y'); xlabel('时间t/s'); ylabel('输出值'); title('继电器控制下被控对象输出值'); %% 周期计算 i=1; for t=2:L/Ts if y(t)>y(t-1) t1(i)=t; i=i+1; end end i=1; for t=2:length(t1) if (t1(t)-t1(t-1))>1 t2(i)=t1(t); i=i+1; end end sum=0; for t=ceil((1/2)*length(t2))+1:length(t2) sum=sum+(t2(t)-t2(t-1)); end %% PID整定参数 Ku=4*d/(pi*max(y)); Tu=Ts*sum/(length(t2)-ceil((1/2)*length(t2))); %P控制 %Kc=0.5*Ku;Ti=0;Td=0; %Kp=Kc; Ki=0; Kd=0; %PI控制 %Kc=0.4*Ku;Ti=0.8*Tu;Td=0; %PID控制 Kc=0.6*Ku; Ti=0.5*Tu; Td=0.12*Tu; Kp=Kc; Ki=Kp*Ts/Ti; Kd=Kp*Td/Ts; %% PID控制 for t=1:len y(t)=0; u(t)=0; e(t)=yp-y(t); time(t)=t*Ts; end yp=1; for t=len:L/Ts det_u=Kp*(e(t-1)-e(t-2))+Ki*e(t-1)+Kd*(e(t-1)-2*e(t-2)+e(t-3)); u(t)=u(t-1)+det_u; y(t)=(1/den(1))*(-den(2)*y(t-1)-den(3)*y(t-2)-den(4)*y(t-3)+num(1)*u(t)+num(2)*u(t-1)+num(3)*u(t-2)+num(4)*u(t-3)); e(t)=yp-y(t); time(t)=t*Ts; end figure(2) plot(time,y,'DisplayName','y'); xlabel('时间t/s'); ylabel('输出值'); title('P控制下被控对象输出值');转成python语言

时间: 2023-08-14 19:04:19 浏览: 49
以下是将MATLAB代码转换为Python代码的结果: ```python import numpy as np from scipy.signal import convolve, cont2discrete import matplotlib.pyplot as plt # 初值 Ts = 0.001 L = 300 yp = 0 d = 1 # 传递函数离散化 Gs = np.poly1d([1], r=False) / np.poly1d([10, 1], r=False) / np.poly1d([5, 1], r=False) / np.poly1d([2, 1], r=False) dsys = cont2discrete((Gs.num, Gs.den), Ts, method='tustin') num, den = dsys.num[0], dsys.den[0] len_den = len(den) # 等幅振荡 y = np.zeros(L) u = np.zeros(L) e = np.zeros(L) time = np.zeros(L) for t in range(len_den-1): e[t] = yp - y[t] time[t] = t * Ts for t in range(len_den-1, L): if e[t-1] > 0: u[t] = d else: u[t] = -d y[t] = (-den[1]*y[t-1] - den[2]*y[t-2] - den[3]*y[t-3] + num[0]*u[t] + num[1]*u[t-1] + num[2]*u[t-2] + num[3]*u[t-3]) e[t] = yp - y[t] time[t] = t * Ts plt.figure(1) plt.plot(time, y, label='y') plt.xlabel('时间t/s') plt.ylabel('输出值') plt.title('继电器控制下被控对象输出值') # 周期计算 t1 = [] for t in range(1, L): if y[t] > y[t-1]: t1.append(t) t2 = [] for t in range(1, len(t1)): if t1[t] - t1[t-1] > 1: t2.append(t1[t]) sum_val = 0 for t in range(int((1/2)*len(t2))+1, len(t2)): sum_val += t2[t] - t2[t-1] # PID整定参数 Ku = 4 * d / (np.pi * np.max(y)) Tu = Ts * sum_val / (len(t2) - int((1/2)*len(t2))) Kc = 0.6 * Ku Ti = 0.5 * Tu Td = 0.12 * Tu Kp = Kc Ki = Kp * Ts / Ti Kd = Kp * Td / Ts # PID控制 y = np.zeros(L) u = np.zeros(L) e = np.zeros(L) time = np.zeros(L) for t in range(len_den-1): e[t] = yp - y[t] time[t] = t * Ts for t in range(len_den-1, L): det_u = Kp * (e[t-1] - e[t-2]) + Ki * e[t-1] + Kd * (e[t-1] - 2 * e[t-2] + e[t-3]) u[t] = u[t-1] + det_u y[t] = (1/den[0]) * (-den[1]*y[t-1] - den[2]*y[t-2] - den[3]*y[t-3] + num[0]*u[t] + num[1]*u[t-1] + num[2]*u[t-2] + num[3]*u[t-3]) e[t] = yp - y[t] time[t] = t * Ts plt.figure(2) plt.plot(time, y, label='y') plt.xlabel('时间t/s') plt.ylabel('输出值') plt.title('P控制下被控对象输出值') plt.show() ``` 需要注意的是,Python中的绘图需要使用`matplotlib`库。

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