《运动控制系统仿真》实验讲义
谢仕宏
xiesh
实验一、闭环控制系统及直流双闭环调速系统仿真
一、实验学时：6学时
二、实验内容：
1已知控制系统框图如图所示：
图11单闭环系统框图
图中，被控对象Gs
10300s
e150s，Gcs为1
PID
控制器，试整定
PID
控制器参数，并建立
控制系统Simuli
k仿真模型。再对PID控制子系统进行封装，要求可通过封装后子系统的参数设置页面对Kp、Ti、Td进行设置。
2已知直流电机双闭环调速系统框图如图12所示。试设计电流调节器ACR和转速调节器ASR并进行Simuli
k建模仿真。
图12直流双闭环调速系统框图
三、实验过程：
1、建模过程如下：
（1）PID控制器参数整顿
根据PID参数的工程整定方法（ZN法），如下表所示，Kp12T024，Ti2300，
K
Td0575。
表11ZN法整定PID参数
控制器类型
PPIPID
由阶跃响应整定
Kp
Ti
Td
无
无
无
由频域响应整定
Kp
Ti
Td
无
无
无
（2）simuli
k仿真模型建立
f建立simuli
k仿真模型如下图13所示，并进行参数设置：
图13PID控制系统Simuli
k仿真模型图13中，step模块“阶跃时间”改为0，Tra
sportDelay模块的“时间延迟”设置为150，仿真时间改为1000s，如下图14所示：
图13PID控制参数设置运行仿真，得如下结果：
图15PID控制运行结果（3）PID子系统的创建
首先将参数Gai
、Gai
1、Gai
三个模块的参数进行设置，如下图所示：图16PID参数设置
然后建立PID控制器子系统，如下图17所示：图17PID子系统
再对PID子系统进行封装，选中“Subsystem”后，单击鼠标右键，选择“Masksubsystem”，弹出封装编辑器，并进行相应参数设置，如下图18、19所示，
图18PID子系统封装文本显示图19PID子系统封装参数设置在对图19所示封装变量设置完成后，封装后的PID子系统如下图110所示图110封装后PID控制仿真模型双击图110中的PID子系统，按图111作参数设置，即可完成PID参数设置。
图111PID控制器参数设置封装后运行仿真，结果如图112所示：
图112封装后系统运行结果2、建模方法：
图12中rt为给定输入，采用阶跃信号。Yt为系统输出，表示直流电机的转速。ASR为转速调节器，由PI调节器组成。ACR为电流调节器，也是一个PI调节器。根据直流双闭环调速系统工程整定方法，进行ASR和ACR的参数整定时，首先断开转速环，整定电流调节器ACR。然后接通转速环，整定转速环ASR，同时调节电流环参数。根据上述分析，首先建立直流双闭环调速系统的高层仿真模型，其中转速调节器和电流调节器由空白r