《Matlab與系統(tǒng)仿真》期末考試(共7頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上紅河學(xué)院2011-2012學(xué)年春季學(xué)期Matlab與系統(tǒng)仿真課程期末考試試卷 A卷考試單位：工學(xué)院 考試日期： 2012年 6 月 20日題 號(hào)一二總分得 分題 號(hào)一二得 分要求：1、第1小題采用SIMLINK仿真，第2小題采用M語(yǔ)言編程；2、程序中的參數(shù)完全一樣者，試卷都以0分記；3、提交的壓縮包包括M文件、mdl模型、Word文檔（仿真輸出曲線），壓縮包以自己的姓名、學(xué)號(hào)、班級(jí)命名；得 分評(píng)卷人一、設(shè)計(jì)題(每小題50分，共100分)1、精餾過(guò)程是在一定物料平衡和能量平衡基礎(chǔ)上進(jìn)行的。在精餾塔的連續(xù)操作過(guò)程中應(yīng)做到物料平衡、氣液平衡和熱量平衡，這三個(gè)平衡互相影響，互

2、相制約?，F(xiàn)以蒸汽流量作為副變量，精餾塔釜溫度為主變量，構(gòu)成精餾塔釜溫度與蒸汽流量串級(jí)控制系統(tǒng)。已知主被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型為G(s)=1.25e-44s/(25s+1)2，副被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型為G(s)=e-4s/(12s+1)，精餾塔釜設(shè)定溫度為1300，副控制器選擇作用，主控制器選擇PID作用，試整定串級(jí)控制器的參數(shù)為最佳值，使系統(tǒng)的最大偏差±1.5。（采用SIMLINK仿真，參數(shù)自己整定）解：參數(shù)整定：先使ki=0，在單位階躍信號(hào)下，調(diào)整Kp使系統(tǒng)等幅震蕩，即系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。記錄此時(shí)的震蕩周期Tc，比例系數(shù)Kc。則Kp=kc/2.2,Ki=kp/(0.8Tc)。 Kc=5.7

3、，Tc=15，Kp=2.59,Ki=0.216,仿真時(shí)間為80K c=1.55,Tc=150,kp=0.7,Ki=0.00587仿真時(shí)間1000到500秒時(shí)輸出穩(wěn)定，系統(tǒng)偏差不大Kp=0.31 Ki=0.0091P(s)=0.882、設(shè)一被控對(duì)象，用增量式PID控制算法編寫仿真程序（輸入分別為單位階躍、正弦信號(hào)，采樣時(shí)間為1ms，控制器輸出限幅:-5,5，仿真曲線包括系統(tǒng)輸入、輸出及誤差曲線。（采用M語(yǔ)言編程，參數(shù)自己整定）clear all; close all; ts=0.001; sys=tf(50,0.125,7,1); dsys=c2d(sys,ts,'z'); nu

4、m,den=tfdata(dsys,'v'); u_1=0.0;u_2=0.0; y_1=0.0;y_2=0.0;x=0,0,0' error_1=0; error_2=0; for k=1:1:2000 time(k)=k*ts; S=2;%s=1?¡À?¡Á?s=2?¡À? if S=1 kp=8;ki=0.03;kd=3.2; rin(k)=1; %Step Signal elseif S=2 kp=46;ki=0.06;kd=420; rin(k)=0.5*sin(2*pi*k*ts); %Sine S

5、ignal end du(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3); u(k)=du(k)+u_1;%PID Controller %Restricting the output of controllerif u(k)>=5 u(k)=5; end if u(k)<=-5 u(k)=-5; end%Linear model yout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2+num(2)*u_1+num(3)*u_2; error(k)=rin(k)-yout(k); %Return of parameters u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k

6、); y_2=y_1;y_1=yout(k); x(1)=error(k)-error_1; %Calculating P x(2)=(error(k)-2*error_1+error_2); %Calculating D x(3)=error(k); error_2=error_1;%Calculating I error_1=error(k); end figure(1); plot(time,rin,'b',time,yout,'r'); xlabel('time(s)'),ylabel('rin,yout'); figure(2); plot(time,error,'r'