1、北京联合大学实 验 报 告课程（项目）名称： 实验二实验二 单回路单回路 PID 控制系统组成及过程动态特性控制系统组成及过程动态特性参数对控制质量的影响参数对控制质量的影响学 院： 自动化学院 专 业： 电气工程与自动化 班 级： 0910030101 学 号： 2009100301126 姓 名： 林驷淇 成 绩： 2012 年 05 月 13 日一、任务与目的1熟悉 Matlab 仿真环境；2理解单回路控制系统的组成；3理解给定值扰动和负荷扰动的过渡过程曲线；4掌握扰动通道、控制通道的静态参数和动态参数对控制质量的影响；5掌握扰动作用位置对控制质量的影响；6掌握对象的多个时间常数之间的关
2、系对控制质量的影响；二、实验条件Matlab7.0 仿真 软件三、实验内容对如下图所示的单回路控制系统进行仿真。其中，Step input 作为系统给定值；而 Step1 input 作为外部干扰。（一）给定值扰动：设置给定值阶跃扰动 Step input 为某一值，设外部干扰 Step1 input 为 0，改变 PID 控制器的参数，从 模块观察系统输出曲线，直到出现 4:110:1 衰减曲线。（二） 负荷扰动：修改参数步骤与（一）相同，设 Step input 给定值扰动为 0，负荷扰动Step1 input 设置为某一值。反复调整 P、I、D 参数，使输出成为 4:1 衰减曲线。四、现
3、象分析一、给定值扰动PID 参数给定（见图 2-1）P：10I：11D：40图 2-1输出曲线：图中数据为（估测）：y1=1.9 y3=1.21 tp=2.5s T+tp=8s二、负荷扰动PID 参数给定（见图 2-1）P：0.95I：0.22D：3.8输出曲线：图中数据为（估测）：y1=14.9 y3=2.6 tp=10s T+tp=35s五、数据处理实验内容 1衰减率 最大动态偏差 稳态偏差 工作周期 调整时间69% 0.9 0 5.5s 2.5s实验内容 2衰减率 最大动态偏差 稳态偏差 工作周期 调整时间82.6% 14.9 0 25s 10s六、结论通过此次试验，我了解到了比例增益
4、P 越大，调节灵敏度越高。当出现超调时，加入积分环节 I。积分环节 的作用是，使经过比例增益 P 放大后的差值信号在积分时间内逐渐增大 ( 或减小 ) ，从而减 缓其变化速度，防止振荡。但积分时间 I 太长，又会当反馈信号急剧变化时，被控量 难以迅速恢复。因此， I 的取值与系统的时间常数有关。系统的时间常数较小时， 积分时间应短些；拖动系统的时间常数较大时，积分时间应长些。 当需要调节时间缩短时，需要加入微分环节 D。D 的取值也与系统的时间常数有关：系统的时间常数较小时，微分时间应短些；反之，系统的时间常数较大时， 微分时间应长些。 P、I、D 参数的调整原则P、I、D 参数的预置是相互作用的，在调整时，应根据实际情况进行调整：被控量在目标值附近振荡时（等幅振荡），应首先加大积分时间 I ，如仍有振荡，可适当减小比例增益 P。被控量在发生变化后难以恢复，首先加大比例增益 P ，如果恢复仍较缓慢，可适当减小积分时间 I，还可加大微分时间 D。七、评语
