《串级控制系统仿真.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《串级控制系统仿真.docx(7页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、串级控制系统仿真解题步骤:(1)串级控制系统的方框图:(2)单回路控制系统图:p xueyuFile Edit View Simulation Format Tools HelpD 洛9昌若昭吗I牛=令|口!21|, frCLO- IlTormal 三图邕皿Gd2d1图(2)为采用单回路控制时的Simulink图,其中,PID C1为单回路PID控制器,dl为 一次扰动,取阶跃信号;d2为二次扰动,取阶跃信号;Go2为副对象,Goi为主对象;r为系 统输入,取阶跃信号,它连接到示波器上,可以方便地观测输出。在PID参数设置中,经过不断的试验,当输入比例系数为260,积分系数为0,微分系 数为1
2、40时,系统阶跃响应达到比较满意的效果,系统阶跃响应如下图:采用这套PID参数时,二次扰动作用下,置输入为0,系统框图如下。系统的输出响应如下图:采用这套PID参数时,一次扰动作用下,置输入为0,系统框图如下:系统的输出响应如下从综合以上各图可以看出,采用单回路控制,系统的阶跃响应达到要求时,系统对一次 扰动,二次扰动的抑制效果不是很好。图(1)是采用串级控制时的情况,dl为一次扰动,取阶跃信号;d2为二次扰动,取 阶跃信号;PID C1为主控制器,采用PD控制,PID C2为副控制器,采用PID控制;Go2为 副对象,Gol为主对象;r为系统输入,取阶跃信号;scope为系统输出,它连接到示
3、波器 上,可以方便地观测输出。经过不断试验,当PID C1为主控制器输入比例系数为550,积分系数为0,微分系数为 80时;当PID C2为主控制器输入比例系数为3,积分系数为0,微分系数为0时;系统阶跃 响应达到比较满意的效果,系统阶跃响应如下图所示:采用这套PID参数时,二次扰动作用下,置输入为0,系统的框图如下:系统的输出响应如下图:采用这套PID参数时,一次扰动作用下,置输入为0,系统的框图如下:系统的输出响应如下图:系统采用单回路控制和串级控制的对比控制品质指标单回路控制Kc1=260,Tc1=140串级控制Kci=550,Tci=80,Kc2=3衰减率0.750.75调节时间5020残偏差00二次阶跃扰动下的系统短期最大偏差0.00380.0006一次阶跃扰动下的系统短期最大偏差0.0130.0055从表中可以看出系统的动态过程改善更为明显,可见对二次扰动的最大动态偏差可以减小约6倍,对一次扰动的最大动态偏差也可以减小约2.4倍,系统的调节时间提高了 2.5倍。单回路控制系统在副扰动下的单位阶跃响应曲线如下:串级控制系统在副扰动作用下的节约响应曲线如下:通过对比两曲线可以看出,串级控制系统中因为副回路的存在,当副扰动作用时,副 控制器会立即动作,削弱干扰的影响,使被副回路抑制过的干扰再进入主回路,对主回路的 影响。