Matlab增量式PID算法仿真

%设一被控对象G（s）=50/(0.125s^2+7s), %用增量式PID控制算法编写仿真程序 %（输入分别为单位阶跃、正弦信号，采样时间为1ms，控制器输出限幅：[-3,3], % 仿真曲线包括系统输出及误差曲线）。 ts=0.001; %采样时间 sys=tf(50,[0.125,7, 0]); %tf是传递函数 即被控对象函数G（）; dsys=c2d(sys,ts,'z'); %把控制函数离散化取Z变换n阶定常离散系统差分方程 %在零初始条件下取Z变换： %dsys即Y(z)/U(z) [num,den]=tfdata(dsys,'v');% 离散化后提取分子、分母 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; %核心代码 for k=1:1:1000 time(k)=k*ts; %采样次数 S=1; if S==1 %阶跃输入 kp=6.5;ki=0.1;kd=1; %初始化PID rin(k)=1; %Step Signal elseif S==2 %正弦输入 kp=10;ki=0.1;kd=15; rin(k)=0.5*sin(2*pi*k*ts); %Sine Signal 即实际输入 end du(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3); %PID Controller 控制系数 u(k)=u_1+du(k); %真正的PID输出应该为du+前一时刻的输出 if u(k)>=3 u(k)=3; end if u(k)<=-3 u(k)=-3; end %Linear model 难点就是把传递函数转化为差分方程，以实现PID控制。 yout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2+num(2)*u_1+num(3)*u_2; %实际输出 num为dsys分子多项式系数，den为dsys分母多项式系数，从n阶定常离散系统差分方程变化来的。 error(k)=rin(k)-yout(k); % 误差 输入-输出 u_2=u_1; %保存上上次输入 为下次计算 u_1=u(k); %保存上一次控制系数 为下次计算 y_2=y_1; %保存上上次次输出 为下次计算 y_1=yout(k); %保存上一次输出 为下次计算 x(1)=error(k)-error_1; %KP的系数 x(2)=error(k)-2*error_1+error_2; %KD的系数 x(3)=error(k); %KI的系数 error_2=error_1; %上次的变上上次误差 error_1=error(k); %这次的变上次的误差 end figure(1); plot(time,rin,'b',time,yout,'r'); %输入 和实际控制输出 xlabel('time(s)'),ylabel('rin,yout'); figure(2); plot(time,error,'r') %时间误差输出曲线 xlabel('time(s)');ylabel('error');