发布时间 : 星期六 文章互耦水槽液位控制的PID整定方法比较——控制系统数字仿真课程大作业更新完毕开始阅读a3aec68b0e22590102020740be1e650e52eacfa7
subplot(2,2,2);
step(feedback(G*Gznpid,1)); title('Z-N\\_PID方法的闭环阶跃响应') subplot(2,2,3);
step(feedback(G*Gsipi,1)); title('SIMC\\_PI方法的闭环阶跃响应') subplot(2,2,4);
step(feedback(G*Gsipid,1)); title('SIMC\\_PID方法的闭环阶跃响应')
%% 平方偏差积分和绝对偏差积分 % 画偏差曲线 subplot(2,2,1);
step(1/(1+Gznpi*G)); title('Z-N\\_PI方法的偏差') subplot(2,2,2);
step(1/(1+Gznpid*G)); title('Z-N\\_PID方法的偏差') subplot(2,2,3);
step(1/(1+Gsipi*G)); title('SIMC\\_PI方法的偏差') subplot(2,2,4);
step(1/(1+Gsipid*G)); title('SIMC\\_PID方法的偏差') % 偏差
e1 = step(1/(1+Gznpi*G), 0:0.01:1000); e2 = step(1/(1+Gznpid*G), 0:0.01:1000); e3 = step(1/(1+Gsipi*G), 0:0.01:1000); e4 = step(1/(1+Gsipid*G), 0:0.01:1000); % 计算 ISE，Delta t 为 0.01 ISE1 = sum(e1.^2*0.01); ISE2 = sum(e2.^2*0.01); ISE3 = sum(e3.^2*0.01); ISE4 = sum(e4.^2*0.01); ISE = [ISE1 ISE2 ISE3 ISE4]; % 计算 IAE，Delta t 为 0.01 IAE1 = sum(abs(e1)*0.01); IAE2 = sum(abs(e2)*0.01); IAE3 = sum(abs(e3)*0.01); IAE4 = sum(abs(e4)*0.01); IAE = [IAE1 IAE2 IAE3 IAE4];
%% 鲁棒性比较
% 扰动信号加在受控对象的输入位置
% 扰动信号是在时间 t=500 时，由 0 跳变到 -1 的阶跃信号 % 建立四个对应的 Simulink 模型
% 建立 Simulink 模型时 PID 控制器的 PID 参数由函数 get_PID 得到 [P1, I1, D1] = get_PID(Gznpi); [P2, I2, D2] = get_PID(Gznpid); [P3, I3, D3] = get_PID(Gsipi); [P4, I4, D4] = get_PID(Gsipid); sim('check_robust'); % 画出响应曲线
subplot(2,2,1); plot(tout,yout(:,1)); title('Z-N\\_PI') subplot(2,2,2); plot(tout,yout(:,2)); title('Z-N\\_PID') subplot(2,2,3); plot(tout,yout(:,3)); title('SIMC\\_PI') subplot(2,2,4); plot(tout,yout(:,4)); title('SIMC\\_PID') % 数值方法求解动态降落
DeltaC1 = 1 - min(yout(find(tout==500):end,1)); DeltaC2 = 1 - min(yout(find(tout==500):end,2)); DeltaC3 = 1 - min(yout(find(tout==500):end,3)); DeltaC4 = 1 - min(yout(find(tout==500):end,4)); DeltaC = [DeltaC1 DeltaC2 DeltaC3 DeltaC4]; % 数值方法求解恢复时间，取 5% tv = [0 0 0 0]; for i = 1:4
for index = find(tout==500):size(tout)
if abs(1-yout(index,i)) >= 0.05*1 && abs(1-yout(index+1,i)) <= 0.05*1 break; end
tv(i) = tout(index); end end
%% 控制器输出信号平滑性
% 画控制器的输出曲线 sim('pid_out');
subplot(2,2,1); plot(tout1,yout1(:,1)); title('Z-N\\_PI') subplot(2,2,2); plot(tout1,yout1(:,2)); title('Z-N\\_PID') subplot(2,2,3); plot(tout1,yout1(:,3)); title('SIMC\\_PI') subplot(2,2,4); plot(tout1,yout1(:,4)); title('SIMC\\_PID') % 求平滑性的值 PingHua = [0 0 0 0]; for i = 1:4
for k = 1:30000
PingHua(i) = PingHua(i) + abs(yout1(k+1,i)-yout1(k,i)); end end
get_PID.m
function [P, I, D] = get_PID(Gc)
% 此函数可以求取以 Simulink 并行 PID 控制器的参数 % 此函数仅仅适用于课程报告
temp = Gc.num{1,1} / Gc.den{1,1}(end-1); try
P = temp(2); I = temp(3); D = temp(1); catch
P = temp(1); I = temp(2); D = 0; end