课程设计报告---PID在仿真系统中的应用

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1、 课程设计课程设计报告报告 题题 目目 PIDPID 在仿真系统中的应用在仿真系统中的应用 课课 程程 名名 称称 控制系统仿真控制系统仿真 院院 部部 名名 称称 机电工程机电工程 专专 业业 自动化自动化 班班 级级 0808 自动化自动化( (1 1) ) 学学 生生 姓姓 名名 学学 号号 课程设计课程设计地点地点 课程设计学时课程设计学时 1 1 周周 指指 导导 教教 师师 成绩 一 课程设计应达到的目的 本课程是为自动化专业本科生开设的专业课程设计课。通过本课程的课 程设计实践，培养学生掌握用计算机仿真控制系统的基本方法，使学生能够 熟练应用仿真技术分析控制系统，为今后从事自动控

2、制系统的分析、设计打 下基础。 二 课程设计题目及要求 本课程设计的基本任务是： 系统的熟悉控制系统仿真的基本原理、 方法， 仿真软件的使用方法，具体解决仿真技术在控制系统中的应用问题。 本课程要求较熟练掌握控制系统仿真算法的基本思想。要求熟练掌 握 MATLAB 的基本编程手段和模块化编程方法，消化和理解控制语言描述 的图形界面的设计过程，掌握 Simulink 仿真技术在控制系统中的应用。 三 设计题目 1 单回路控制系统的设计及仿真。 （1） 已知被控对象传函W(s) = 1 / (s 2 +20s + 1)。 （2） 画出单回路控制系统的方框图。 （3） 用MatLab的Simulin

3、k画出该系统。 （4） 选PID调节器的参数使系统的控制性能较好，并画出相应的单位阶约响应曲线。注明 所用PID调节器公式。PID调节器公式Wc（s）=（5s2+50s+3)/s ，给定值为单位阶跃响应幅 值为3 。 （5） 修改调节器的参数，观察系统的稳定性或单位阶约响应曲线，理解控制器参数对系 统的稳定性及控制性能的影响。 有积分作用单回路控制系统 无积分作用单回路控制系统 大比例作用单回路控制系统 上图分别为无积分作用和大比例积分（积分常数为 3）作用下的系数响应曲线，可见这 两个 PID 参数均不如前面的理想。加入积分环节，主要用于消除静差，积分时间越大，积 分作用越弱；积分时间越短，

4、积分作用越强。微分环节是通过偏差的变化趋势预测偏差信号 的变化，并在偏差变大之前产生抑制偏差变大的控制信号，从而加快控制的响应速度。 2 串级控制系统的设计及仿真。 （1） 已知主被控对象传函W01(s) = 1 / (100s + 1)，副被控对象传函W02(s) = 1 / (10s + 1)，副 环干扰通道传函Wd(s) = 1/(s 2 +20s + 1)。 （2）画出串级控制系统方框图及相同控制对象下的单回路控制系统的方框图。 （3） 用MatLab的Simulink画出上述两系统。 串级控制系统 单回路控制系统 （4）选PID调节器的参数使串级控制系统的控制性能较好，并画出相应的单位阶约响应曲 线。 PID调节器传递函数：主：Wc（s）=(200*s+680)/ s