行程序设计、数值计算、图形绘制、输入输出、文件管理等各项操作。MATLAB提供了一个人机交互的数学系统环境该系统的基本数据结构是复数矩阵在生成矩阵对象时不要求作明确的维数说明使得工程应用变得更加快捷和便利。
Simuli
k是MATLAB中的一种可视化仿真工具是一种基于MATLAB的框图设计环境是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simuli
k可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模它也支持多速率系统也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型Simuli
k提供了一个建立模型方块图的图形用户接口GUI这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成它提供了一种更快捷、直接明了的方式而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
Simuli
k是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统Simuli
k提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。
f二控制系统建模
图11双容水箱系统示意图
1水箱1输入为Q1Q2的流量差输出信号为1水位根据质
量平衡原理有
Q1Q2dtA1d1
A1d1
Q1Q2
dt
2水连通管输入信号为1h压差信号输出信号为Q2流量根据
水力学有
Q2√h1h
fr
3线性化后得到
h1h
Q21
R
4水箱2输入信号为Q2Q3流量差输出信号为水位h根据质量
平衡原理得
Q2Q3dtA1dh
Q2Q3
A1dh
dt
f5出水口输入信号为h压力信号输出信号为Q3流量根据水力学有
Q3hfr
6线性化后得到
Q3hR
杠杆起到一个传感器的作用将高度变化变成电量变化是一线性关系电机模块减速器模块还有阀门模块都是线性关系。则W4K。
最终系统添加PID调节器后的系统框图为
联立123整理得
RA1A2d2hdt2A1A2dhdtQ1Q3RA1
dQ3dt
带入Q3hR得
R2A1A2d2hdt2R2A1A2dhdthRQ1拉氏变换得
W0sHSQSRR2A1A2S2R2A1A2S1
现取R1A1A21K1得被控环节传递函数为
W0s1
S23S1
f三PID调节参数整定及MATLAB仿真
31P调节
有上述可得
W0sS23S1
W0mωjωmωjω23mωjω1
√m2ω2ω23mω123ω2mω22ejta
13ω2mω2
m2ω2ω23mω1
故得
P0mωm2ω2ω23mω1
Q0mω3ω2mω2
M0mω√m2ω2ω23mω123ω2mω22
θ0mωta
13ω2mω2
m2ω2ω23mω1
所以
S1√m2ω2ω23mω123ω2mω22
πta
13ω2mω2
m2ω2ω23mω1
取衰减率75m0221解得
S150626δ1
S1
0020
yr