MCGS仿真一階慣性系統(tǒng)并進(jìn)行PID調(diào)節(jié)

設(shè)計(jì)并制作一個軟件仿真PID溫度控制系統(tǒng)。

二、設(shè)計(jì)目的

1.采用PID控制

2.軟件仿真一階慣性系統(tǒng)

3.能通過圖表觀察溫度曲線變化

4.能實(shí)驗(yàn)溫度動畫演示

5.能修改PID參數(shù)，進(jìn)行整定

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與元器件

PC機(jī)                                                                                                                                                                                                   一臺

MCGS軟件                                                                                                                                                                                     一套

• 實(shí)驗(yàn)原理
  

4.1控制過程實(shí)現(xiàn)：

4.2控制PID增量式算法：

4.3一階慣性離散形式：

五、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

5.1根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)置相關(guān)數(shù)據(jù)變量

5.2設(shè)計(jì)動畫組態(tài)即用戶窗口

左上角用于設(shè)定不同PID參數(shù)和溫度；

左下角用于實(shí)時顯示溫度變化；

右邊儀器用于顯示溫度變化動畫。

5.3設(shè)置策略的進(jìn)行條件與循環(huán)周期

循環(huán)周期為0.1s，當(dāng)設(shè)定溫度不為0時進(jìn)行控制即運(yùn)行循環(huán)策略。

5.4根據(jù)PID和一階慣性算法設(shè)置運(yùn)行策略腳本程序

設(shè)計(jì)過程：1，根據(jù)增量式PID算法寫出響應(yīng)的增量式方程，建立輸出值反饋到PID控制器給定值，并根據(jù)給定值計(jì)算輸出控制量，并保留好前兩次的變量，以供下次計(jì)算用。前面五行為PID控制器。

2.用程序語言寫出一階慣性系統(tǒng)的離散形式，將輸出值與PID輸出控制量建立聯(lián)系。最后              一行為一階慣性離散形式。

六、調(diào)試結(jié)果

6.1未設(shè)置溫度時（一開始溫度為0）不運(yùn)行策略，既為0度。

6.2設(shè)置PID參數(shù)然后設(shè)置溫度，可見溫度變化曲線出現(xiàn)超調(diào)。

6.3改變設(shè)定值，可見控制過程，如下圖所示。

6.4試湊法改變PID參數(shù)，使超調(diào)量消失，達(dá)到好的控制效果

可見k=0.9  ti=0.8  td=0.0時效果較好，符合要求。

七、總結(jié)

1.完成并實(shí)現(xiàn)了控制要求，調(diào)節(jié)PID使得系統(tǒng)響應(yīng)達(dá)到較好。

2.通過本次MCGS系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)一步熟悉了MCGS數(shù)字設(shè)計(jì)方法，并學(xué)會了再M(fèi)CGS中的PID程序編寫和軟件一階慣性系統(tǒng)搭建。

3.初次使用MCGS發(fā)現(xiàn)，MCGS容易上手，功能簡潔，對于開關(guān)控制及畫面切換實(shí)現(xiàn)起來比較容易，建立數(shù)據(jù)庫也比較直觀容易。

4.還有一個好處就是MCGS全面支持中文，定義變量也能使用中文，提供了極大的便利。

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