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1、实验六 PID 控制系统参数优化设计一实验目的：综合运用MATLAB中SIMULINK仿真工具进行复杂控制系统的综合设计与优化设计，综合检查学生的文献查阅、系统建模、程序设计与仿真的能力。二实验原理及预习内容：1控制系统优化设计：所谓优化设计就是在所有可能的设计方案中寻觅具有最优目标(或结果)的 设计方式。控制系统的优化设计包括两方面的内容：一方面是控制系统参数的最 优化问题，即在系统组成肯定的情况下选择适当的参数，以使系统的某些性能达 到最佳；另一方面是系统控制器结构的最优化问题，即在系统控制对象肯定的情 况下选择适当的控制规律，以使系统的某种性能达到最佳。在工程上称为“寻优问题”优化设计原
2、理是“单纯形法” MATLAB中语 句格式为：X = f mins(函数名，初值)。2微分方程仿真应用：传染病动力学方程求解三实验内容：1PID 控制系统参数优化设计：某进程控制系统如下图所示，试设计 PID 调节器参数，使该系统动态性能 达到最佳。(习题 5-6)0.1s+1e-ioss2 + 5s + 62微分方程仿真应用：已知某一地域在有病菌传染下的描述三种类型人数转变的动态模型为X =-aXXX (0) = 6201 1 2 1 X =aXX -PXX (0) = 102 12 2 2X =PXX (0) = 70l 323式中，X表示可能传染的人数；X表示已经抱病的人数；x3表示已经
3、治愈的人 数；a = 0.001；卩=0.072。试用仿真方式求未来20年内三种人人数的动态转变 情况。四.实验程序：成立optm.m文件：function ss=optm (x)global kp;global ki;global kd;global i;kp=x (1);ki=x (2);kd=x (3);i=i+1tt,xx,y y=sim(optzwz,50,);yylong=length(yy);ss=yy(yylong);成立 tryopt.m 文件：global kp;global ki;global kd;global i;i=1;result=fminsearch(optm,
4、2 1 1)成立 optzwz.mdl:1.19 JrK它117血3刑;nr工r结果：result = 2.70110.45951.0911优化前爭臼Q宜尺乱JS程序2：成立wffc.m文件：function dx=wffc(t,x)a=0.001;b=0.072;dx=-a*x(1)*x(2);a*x(1)*x(2)-b*x(2);b*x(2); 成立 shiyan2.m 文件：x0=620;10;70;t,x=ode45(wffc,0,20,x0);plot(t,x(:,1),g,t,x(:,2),p,t,x(:,3),black.);grid;xlabel(时间(年);ylabel(三种类型人数(人);legend(x1可能传染的人数,x2已经抱病的人数，x3已经治愈的人数); title(20年内三种人人数动态转变曲线图)；结果：Lift Edit Di* Dsmti： lids加力A Z 炉裟 C30年内三什人人撬动态夹化由踐图C .ATUCX.戸 opLsia砂牛 li 目帥號建乘四孚小meL %卅
