基于Baltamulink的衰減曲線法整定參數(shù)

使用4:1衰減曲線法設計下列被控傳遞函數(shù)的PI控制器，分別計算P控制、PI控制的參數(shù)值，并繪制控制前后系統(tǒng)的單位階躍響應曲線。4:1衰減法控制參數(shù)計算公式如下表所示：

4:1衰減法控制

被控傳遞函數(shù)方程如下：

Gp(s) =1 / 100^3 + 80^s + 17s + -1;

調節(jié)參數(shù)時，比例系數(shù)由小變大，并增加擾動觀察響應過程，知道響應曲線峰值衰減比為4:1，記錄此時的比例系數(shù)Kp為Ks，兩個峰值之間的時間周期為周期Ts。

假設：響應曲線峰值衰減比為4:1時的比例系數(shù) Ks= 4.74;

      兩個峰值之間的時間周期 Ts = 21.9967；

則，按照上面4:1衰減法控制表中的計算公式可得：

P控制：比例系數(shù) Kp = Ks = 4.74；

PI控制：比例系數(shù) Kp = Ks/1.2 = 3.95；

            積分時間常數(shù) Ti = 0.5 * Ts = 10.9984;

            積分系數(shù) Ki = Kp / Ti = 3.95 / 10.9984 = 0.3591;

P（比例）控制

首先，把控制器設置成純比例控制，即令積分系數(shù)Ki和微分系數(shù)Kd為零，在北太真元建立模型，形成比例控制系統(tǒng)，結構如下圖所示；

設置參數(shù)：

仿真時長：30s；步長0.01s；求解器：ode4

得到的仿真結果，如下圖所示：

PI（比例積分）控制

首先，在純比例控制系統(tǒng)的基礎上增加積分系數(shù)Ki，令微分系數(shù)Kd為零，在北太真元建立模型，形成比例控制系統(tǒng)，結構如下圖所示；

設置參數(shù)：

仿真時長：30s；步長0.01s；求解器：ode4

得到的仿真結果，如下圖所示：