控制仿真系統(tǒng)結課作業(yè)

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1、控制系統(tǒng)仿真與CAD結課作業(yè)題目：20、基于MATLAB的輸送帶配料PID控制的仿真研究作業(yè)要求：采用PID空輸送配料系統(tǒng)，通過數(shù)學分析法輸送配料系統(tǒng)進行建模，利用MATLAB中的simulink仿真軟件對系統(tǒng)進行仿真并分析仿真結果。作業(yè)報告：1、PID控制器的設計（）ＰＩＤ的控制原理PID作為控制器，其內部結構以及與被控系統(tǒng)的連接如圖１所示。圖１　?。校桑目刂平Y構輸送帶配料控制器收到來自主機的控制流量數(shù)據作為給定，與實際檢測到的流量進行比較，通過ＰＩＤ控制方法，計算輸出０～５ｖ的電壓信號，或４～２０ｍＡ的電流信號，來控制變頻器，

2、從而控制電機的轉速，是流量達到給定的值，其控制框圖如圖２所示。du/dtPID控制變頻電機Y（t）PID控制框圖２、輸送帶配料系統(tǒng)數(shù)學模型建立（１）異步電動機環(huán)節(jié)采用在起穩(wěn)態(tài)工作點附近微偏線性化的方法可得到近似的傳遞函數(shù)G1(s)=Km/Tm*S^2+d*S+1(1)（２）變頻調速環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)：３輸送帶配料系統(tǒng)的仿真模型及結果分析３、ＭＡＴＡＬＡＢ的ＰＩＤ實現(xiàn)。（１）可取數(shù)據的傳遞函數(shù)為：G（1）=在ＭＡＴＡＬＡＢ中輸入程序后，用ｓｔｅｐ函數(shù)得到其階躍響應曲線如下圖：再利用ｒｌｏｃｕｓ函數(shù)得到其根軌跡圖形：右圖中可知其Ｋｍ＝３２.

3、３，Ｗｎ＝６.６（２）、利用臨界比例度法可確定：輸入程序：num=20*[3.5,1];den=conv(conv([0.6,2,1],[0.08,1]),[0.003,9]);G=tf(num,den);step(G)可得到其階躍函數(shù)響應曲線如下圖：（３）結果分析.由上圖可以做出分析：系統(tǒng)的調節(jié)時間為７．１ｓ，可知明顯減小，，響應初期的速度變大；系統(tǒng)的超調量減小，系統(tǒng)的無凈差度得到提高；最大偏差量減小，且穩(wěn)態(tài)誤差減小，系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到提高，抗擾動能力增強。４、用ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真軟件進行仿真：未添加ＰＩＤ控制前系統(tǒng)的仿真結果如

4、下圖：添加PID控制器滯后，再對系統(tǒng)進行仿真，可得到如下圖的結果：由圖可知系統(tǒng)的穩(wěn)定性有所提高。５、總結：從以上仿真結果可以看出，采用PID控制比沒用采取ＰＩＤ控制具有較好的動態(tài)和靜態(tài)性能，，它的響應速度快，超調量小，有很小的靜態(tài)誤差，系統(tǒng)對干擾信號和參數(shù)變化適應能力強由此說明，采用ＰＩＤ控制輸送帶配料系統(tǒng)是合理有效的。