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1、实验六 PID 调节器的作用及其参数对系统调节质量的影响一.实验目的:1. 了解和观测 PID 基本控制规律的作用，对系统动态特性和稳态特性及稳定性的影响。2. 验证调节器各参数(Kc，Ti ，Td), 在调节系统中的功能和对调节质量的影响。二. 实验内容:1.分别对系统采取比例(P)、比例微分(PD)、比例积分(PI) 、比例积分微分(PID)控制规律，通过观察系统的响应曲线，分析系统各性能的变化情况。1. 观测定值调节系统（扰动作用时）在各调节规律下的响应曲线。2. 观测调节器参数变化对定值调节系统瞬态响应性能指标的影响。三. 实验原理: 参考输入量（给定值）作用时，系统连接如图（6-1）
2、所示:图 （6-1 ） 扰动信号作用时，系统连接如图（6-2）所示：图 （6-2 ）四. 实验步骤:利用 MATLAB 中的 Simulink 仿真软件。l. 参考实验一，建立如图(6-1)所示的实验原理图；2. 将鼠标移到原理图中的 PID 模块进行双击，出现参数设定对话框，将 PID控制器的积分增益和微分增益改为 0，使其具有比例调节功能，对系统进行纯比例控制。 3. 单击工具栏中的 图标，开始仿真，观测系统的响应曲线，分析系统性能；调整比例增益，观察响应曲线的变化，分析系统性能的变化。4. 重复步骤 2-3，将控制器的功能改为比例微分控制，观测系统的响应曲线，分析比例微分控制的作用。5.
3、 重复步骤 2-3，将控制器的功能改为比例积分控制，观测系统的响应曲线，分析比例积分控制的作用。6. 重复步骤 2-3，将控制器的功能改为比例积分微分控制，观测系统的响应曲线，分析比例积分微分控制的作用。7. 参照实验一的步骤，绘出如图(6-2)所示的方块图;8. 将 PID 控制器的积分增益和微分增益改为 0，对系统进行纯比例控制。不断修改比例增益，使系统输出的过渡过程曲线的衰减比 n=4，记下此时的比例增益值。 9. 修改比例增益，使系统输出的过渡过程曲线的衰减比 n=2，记下此时的比例增益值。 10. 修改比例增益，使系统输出呈临界振荡波形,记下此时的比例增益值。11. 将 PID 控制
4、器的比例、积分增益进行修改，对系统进行比例积分控制。不断修改比例、积分增益,使系统输出的过渡过程曲线的衰减比 n=2，4，10，记下此时比例和积分增益。1. 将 PID 控制器的比例, 积分, 微分增益进行修改，对系统进行比例、积分、微分控制。不断修改比例、积分、微分增益，使系统输出的过渡过程曲线的衰减比 n=2、4、10 记下此时的比例、积分、微分增益值。五.思考题:1.比例微分控制规律对改变系统的性能有什么作用？2.比例积分控制规律对改变系统的性能有什么作用？3. 定值调节系统与随动调节系统其响应曲线有何区别? 在阶跃响应曲线中定义其时域指标，两种调节系统有什么异同点?3. Kc、Ti 及 Td 改变后对系统控制质量的影响?4. 分析积分作用的强弱，对系统有何影响？
