串级控制系统仿真MATLAB

D2 D1 Gc1(s) + — + — Gc2(s) Gv(s) Go2(s) Go1(s) Gm2(s) Gm1(s)

某串级系统的方框图如图所示，已知各环节的传递函数如下： 对象特性：，Go1(s)?11，Go2(s)? 2(30s?1)(3s?1)(s?1)(10s?1) 调节器：， Gc1(s)?Kc1(1?1)，Gc2(s)?Kc2 Tis调节阀： Gv(s)?Kv?1 变送器： Gm1?Gm2?1

（1）先用稳定边界法对副调节器进行整定，求出Kc2；然后对主调节器整定，求出主调节器的参数Kc1、Ti。

（2）如果主调也用比例作用，求二类扰动D2和一类扰动D1在单位阶跃时主被控量的静差，并进行分析。

（3）若采用简单控制系统，已得调节器的比例增益Kc?5.4，再分别求出二类扰动D2和一类扰动D1在单位阶跃时的静差，且与（2）比较分析。

过程控制系统设计 仿真实验报告

实验名称： 串级控制系统仿真实验

姓 名： 学 号： 班 级：

一、实验目的

1. 掌握串级控制系统的组成和原理

2. 掌握串级控制系统两步法PID参数整定过程。

3. 理解掌握串级控制系统的动态特性和克服扰动能

华 北 水 利 水 电 大 学

研 究 生 结 课 试 题

姓 名 学号 专 业

性质 国家统招（√）单 考（ ）

工程硕士（ ）同等学力（ ）

考试科目 考试时间 成 绩

注意事项：

1、 试题答案不得用铅笔 2、 统一采用

A4纸

串级三冲量给水控制系统动态特性仿真

常娜娜

摘要：由于国产火力发电机组大型汽包锅炉的控制对象具有给水内扰动态特性延迟和惯性大的特点，且无自平衡能力，给水控制系统若采用以水位为被调量的单回路系统，控制过程中水位将出现较大的动态偏差，给水流量波动较大。本文采用串级三冲量给水控制系统方案，以MATLABW为仿真平台，对某电厂的给水控制系统进行了动态特性的仿真。

关键词：汽包锅炉；给水控制系统；仿真

1前言

给水自动控制的任务是使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，以维持汽包水位在规定的范围内。汽包水位时锅炉运行中一个重要的监控参数。它间接反映了锅炉蒸汽负荷与给水量之间的平衡关系，维持汽包水位正常是保证锅炉和汽轮机安全经济运行的必要条件。汽包水位过高，会影响汽包内汽水分离装置的正常工作，造成出口蒸汽水分过多而导致过热器管壁结垢，容易烧坏过热器。汽包出口蒸汽中水分过多，也会使过热气温产生急剧变化，

成绩

课程设计报告

题 目 PID

控制器应用

课 程 名 称 控制系统仿真 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 课程设计地点 课程设计学时 指 导 教 师

金陵科技学院教务处制

一、课程设计应达到的目的

应用所学的自动控制基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行控制系统的初步设计。

应用计算机仿真技术，通过在MATLAB软件上建立控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。

二、课程设计题目及要求

1． 单回路控制系统的设计及仿真。 2． 串级控制系统的设计及仿真。 3． 反馈前馈控制系统的设计及仿真。

4． 采用Smith 补偿器克服纯滞后的控制系统的设计及仿真。

三、课程设计的内容与步骤

(1)． 单回路控制系统的设计及仿真。

2014 / 2015 学年第 1 学期

计算机控制技术 实

班 级 学 生 指 导 验 报 告

学 号 1108030301 姓 名 蔡 梦 教 师 张 坤 鳌

实验二 基于 Matlab 的离散控制系统仿真

一、 实验目的和要求：

1、 学习使用 Matlab 的命令对控制系统进行仿真的方法

2、 学习使用 Matlab 中的 Simulink 工具箱进行系统仿真的方法

二、 实验环境

X86系列兼容型计算机，Matlab软件

三、 实验原理

1、控制系统命令行仿真

1）建立如图所示一阶系统控制模型并进行系统仿真：

一阶系统闭环传递函数为G（S）=

s1?333s=s?3，转换为离散系统脉冲传递

函数并仿真。

2）建立如图所示二阶系统控制模型并进行系统仿真：

52s(s?2?0.4?5)25251?s(s?2?0.4?5)=s2?2?0.4?5s?52， 二阶系统闭环传递函数为G（S）=

转换为离散系统脉冲传递函数并仿真，改变参数，观察不同的系统的仿真结果。

2、控制系统的 Simulink 仿真

课 程 设 计 报 告

题 目 某温度控制系统的MATLAB仿真 （题目C）

过程控制课程设计任务书

题目C：某温度控制系统的MATLAB仿真

一、 系统概况：

设某温度控制系统方块图如图：

图中Gc(s)、Gv(s)、Go(s)、Gm(s)、分别为调节器、执行器、过程对象及温度变送器的传递函数；，且电动温度变送器测量范围（量程）为50～100OC、输出信号为4～20mA。Gf(s)为干扰通道的传递函数。

二、系统参数

Tm=2.5min； Kv=1.5(kg/min)/mA； T0=5min； Kf=0.8； K0=5.4C/(kg/min)； 给定值 x(t)=80C； 阶跃扰动 f(t)=10C 二、 要求：

1、分别建立仿真结构图，进行以下仿真，并求出主要性能指标：

(1)控制器为比例控制，其比例度分别为δ＝10％、20％、50％、100％、200％时，系统广义对象输出z(t)的过渡过程；

(2)控制器为比例积分控制，其比例度δ＝20％，积分时间分别为TI＝1min、3min、5min、10min时，z(t)的过渡过程；

(3)控制器为比例积分微分控制，其比例度δ＝10％，积分时间

水箱水位串级控制系统建模与仿真

摘要：本设计充分利用自动化仪表技术，计算机技术和自动控制技术，来对水箱水位的

串级控制系统进行建模与仿真。首先对被控对象的模型进行分析，并采用实验建模法求取模型的传递函数。其次，根据被控对象模型和被控过程特性设计串级控制系统，在MATLAB中对其进行性能进行分析。然后设计PID控制算法，完成控制系统实验和结果分析。

关键词：实验建模；串级控制系统； PID控制；MATLAB仿真

The Modeling and Simulation of Tank level Cascade Control System

Abstract: In order to make the modeling and simulation of water tank level cascade

control system, this design takes advantage of automated instrumentation technology, computer technology and automatic control technology. First, make analysis for the contro

基于MATLAB的多容对象液位控制系统仿真

目 录

前 言............................................................... 1 第一章 串级控制系统及仿真概述...................................... 2

1.1 串级控制系统简介 ............................................ 2

1.1.1基本概念及组成结构 ..................................... 2 1.1.2串级控制系统的工作过程 ................................. 2 1.1.3系统特点及分析 ......................................... 3 1.1.4工程应用场合 ........................................... 3 1.1.5系统设计 ............................................... 3 1.2 串级控制

《MATLAB与控制系统仿真》

实验报告

班级：

学号：

姓名：

时间： 2013 年 6 月

目 录

实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算（一） 实验二 MATLAB环境的熟悉与基本运算（二） 实验三 MATLAB语言的程序设计 实验四 MATLAB的图形绘制 实验五 基于SIMULINK的系统仿真 实验六 控制系统的频域与时域分析 实验七 控制系统PID校正器设计法 实验八 线性方程组求解及函数求极值

1

实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算（一）

一、实验目的

1． 熟悉MATLAB开发环境

2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算

二、实验基本原理

1.熟悉MATLAB环境:

MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。

2.掌握MATLAB常用命令

表1 MATLAB常用命令

clc clear help lookfor 清除命令窗口中内容 清除工作空间中变量 对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明 查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称 3.MATLAB变量与运算符

3．1变量命名规则

3．2 MAT

【4.2】 程序：

num=[5,0];den=conv([1,1],conv([1,2],[1,3])); [numc,denc]=cloop(num,den); [z,p,k]=tf2zp(numc,denc); [A,B,C,D]=tf2ss(numc,denc); g_zp=zpk(z,p,k) g_tf=tf(numc,denc) g_ss=ss(A,B,C,D) 运行结果： Zero/pole/gain: 5 s ---------------------------------- (s+0.4432) (s^2 + 5.557s + 13.54)

Transfer function: 5 s ---------------------- s^3 + 6 s^2 + 16 s + 6 a =

x1 x2 x3 x1 -6 -16 -6 x2 1 0 0 x3 0 1 0 b = u1

x1 1 x2 0 x3 0 c =

x1 x2 x3 y1

目录

目录 ...........................................................................................................I 1.说明 ........................................................................................................ 1 2.MATLAB语言简介 ..................................................................................... 2

2.1 MATLAB 的应用基础 ........................................................................ 2 2.2 MATLAB 函数 .................................................................................. 3 2.3 绘制响应曲线