过程控制实验报告

作业题目：

串级控制系统仿真。已知某串级控制系统的主副对象的传递函数Go1，Go2分别为：

111，副回路干扰通道的传递函数为：

。 Gd2(s)?2,Go2?s?20s?1100s?110s?1（1） 画出串级控制系统的方框图及相同控制对象下的单回路控制系统方框图。 （2） 用Simulink画出上述两个系统的仿真框图

（3） 选用PID调节器，整定主副控制器的参数，使该串级控制系统性能良好，并绘

制相应的单位阶跃响应曲线。

（4） 比较单回路控制系统及串级控制系统在相同的副扰动下的单位阶跃响应曲线，

并说明原因。

用simulink画出上述两个系统的仿真框图如下： 1单回路控制系统方框图如下 ○

Go1(s)?

2串级控制系统方框图如下 ○

1为单回路控制系统的Simulink图，图○其中，PID C1为单回路PID控制器，d1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，Go1为主对象；r为系统输入，取阶跃信号，y为系统输出，它连接到示波器上，可以方便地观测输出。

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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140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：

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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

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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，二

2是采用串级控制时的情况，q1为一次扰动，取阶跃信号；次扰动的抑制效果不是很好。图○

q2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P控制；Go2为副对象，Go1为主对象；r为系统输入，取阶跃信号；y为系统输出，它连接到示波器上，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：

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