umsX
27
22PID控制仿真
221、摆杆角度讨论
按题目要求施加01N的脉冲信号观察指标。脉冲信号仿真源程序为考虑摆杆角度M05m02b01I0006g98l03
qMmIml2ml2
um1mlq00
de
11bIml2qMmmglqbmglq0Kp1Ki1Kd1
umPIDKdKpKide
PID10
umco
v
um1de
PID
de
polyaddco
vde
PIDde
1co
v
umPID
um1rpkresidue
umde
spt000055
impulse
umde
taxis02050
grid
a、仿真结果为Kp1Ki1Kd1时
f
51015202530
35404550ImpulseRespo
se
Timesec
Amplitude
图25未调整PID参数系统响应图
由图可知系统响应是不稳定的不能满足要求需要调整参数KpKd和Ki直到获得满意的控制结果。首先增加比例系数Kp观察它对响应的影响取Kp110Kd1系统响应如下
b、Kp110Ki1Kd1时
图26参数Kp100Ki1Kd1时系统响应图
系统稳定时间约为2秒满足要求。由于此时稳态误差为0所以不需要改变积分环节可以改变积分系数观察系统响应会变坏系统响应的超调量比较大为了减小超调增加微分系数Kd取Kd25观察响应曲线
c、Kp110Ki1K
d25时
f图27参数Kp100Ki1Kd20时系统响应图
由图可知系统稳定时间约为1秒稳态误差为0超调量为5满足要求。不需要在调节如果再加积分则结果会变坏
d、Kp110Ki20Kd25时axis05003006
图28参数Kp100Ki20Kd20时系统响应图
相对c图来讲这次结果明显变坏。
但是作出调整Kp45Ki15Kd10则结果为
f29参数Kp45Ki15Kd10时系统响应图这个结果也是令人满意的。
221、小车位置变化讨论
源文件
仿真小车位置变化
M05
m02
b01
I0006
g98
l03
qMmIml2ml2simplifiesi
put
um1mlq00
de
11bIml2qMmmglqbmglq0
um2Iml2q0mglq
de
2de
1
kd10
kp45
ki15
umPIDkdkpki
de
PID10
umcco
v
um2de
PID
de
cpolyaddco
vde
PIDde
2co
v
umPID
um1
t000055
impulse
umcde
ct
f图210参数Kp100Ki1Kd20时系统响应图
由图可知小车只能像一个方向运行小车的位置是不稳定的。
23、PID方法总结
优点PID控制优点明显应用广泛。PID能消除稳态误差同时可以减少超调量克服振荡使系统的稳定性提高并且能加快系统的动态响应速度减小调整时间从而改善系统的动态性能。
缺点PID控制的过度期比较长上升过程中波动明显当然较好的PID控制效果是以已知被控对象的精确数学模型为前提的当被控对象的数学模型未知时PID控制的调试将会有很大的难度。
评价本节中从仿真r