《机电传动控制》----直流电机调速仿真作业

 

老师的controller中只加入了比例环节，为了获得更好的调节性能，加入了积分环节和微分环节，即采用PID调节

一、PID调节三个参数的作用：

1.比例系数Kp的作用是加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。Kp越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但是容易产生差调，甚至会使系统不稳定。Kp取值过小，则会降低调节精度，使响应速度缓慢，从而延长调节时间，是系统静态、动态特性变差； 

 

2.积分作用系数Ki的作用是消除系统的稳态误差。Ki越大，系统的静态误差消除的越快，但是Ki过大，在响应过程的初期会产生积分饱和的现象，从而引起响应过程的较大超调。若Ki过小，将使系统静态误差难以消除，影响系统的调节精度；

 

3.微分系数Kd的作用是改善系统的动态特性，其作用主要是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化，对偏差变化进行提前预报。但是kd过大，会使响应过程提前制动，从而延长调节时间，而且会降低系统的抗干扰性。

 

二、PID算法的离散化

 

假设采样间隔为T，则在第KT时刻：偏差err(K)=rin(K)-rout(K);

 

积分环节用加和的形式表示，即err(K)+err(K+1)+……;

 

微分环节用斜率的形式表示，即[err(K)-err(K-1)]/T

 

三、controller代码

 

block Controller 

InPort command(n=1);
InPort feedback(n=1);
OutPort outPort(n=1);

Real error;
Real error_i;
Real error_d;
Real pout;
parameter Real Kp=5;
parameter Real Ki=0.1;
parameter Real Kd=25;
parameter Real Max_Output_Pos = 10;
parameter Real Max_Output_Neg = -10;

algorithm

error := command.signal[1] - feedback.signal[1];
error_i:=error_i+error;
error_d:=error-pre(error);
pout := Kp * error+Ki*error_i+Kd*error_d;

if pout > Max_Output_Pos then
outPort.signal[1] := Max_Output_Pos;
elseif pout < Max_Output_Neg then
outPort.signal[1] := Max_Output_Neg;
else 
outPort.signal[1] := pout;
end if;

end Controller；

 

 

四、仿真图像

 

 

五、仿真结果：

上升时间tp=0.0329s，超调量Mp=1.43%，响应良好。