zhuangjia.rar_专家PID_专家pid控制_专家控制_控制_控制系统MATLAB

clear all;%清理数据库中所有数据 close all;%关闭所有界面图形 %下面三步是利用Z变换进行离散化 ts=0.001;%对象采样时间，1ms sys=tf(133,[1,25,0]);%受控对象的传递函数 dsys=c2d(sys,ts,'z');%连续系统转化为离散系统 [num,den]=tfdata(dsys,'v');%离散化后参数，得num和den值 u_1=0;u_2=0;%设定初值，u_1是第(k-1)步控制器输出量 y_1=0;y_2=0;%设定初值，y_1是第(k-1)步系统对象输出量 x=[0,0,0]';%设定误差x1,误差导数x2,误差积分x3的变量初值 x2_1=0;%设定误差导数x2_1的初值 kp=0.6;%设定比例环节系数 ki=0.03;%设定积分环节系数 kd=0.01;%设定微分环节系数 error_1=0;%设定误差error_1的初值 for k=1:1:5000%for循环开始，k从1变化到5000，每步的增量为1 time(k)=k*ts;%仿真时长[0.001 5]s r(k)=1.0;% 系统输入信号；给定信号 u(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3);%PID控制器；PID的控制输出 %规则1：开环控制 if abs(x(1))>0.8%误差的绝对值大于 u(k)=0.45;%控制器输出量等于 elseif abs(x(1))>0.40 u(k)=0.40; elseif abs(x(1))>0.20 u(k)=0.12; elseif abs(x(1))>0.01 u(k)=0.10; end %Rule2规则2 if x(1)*x(2)>0|(x(2)==0)%if循环开始，说明误差在朝误差绝对值增大方向变化，或误差为某一常值，未发生变化。 if abs(x(1))>=0.05%内嵌if循环开始，如果误差绝对值大于 u(k)=u_1+2*kp*x(1);%控制器输出量施加较强控制 else u(k)=u_1+0.4*kp*x(1);%控制器输出量施加一般控制 end end %Rule3规则3 if (x(1)*x(2)<0&x(2)*x2_1>0)|(x(1)==0)%说明误差的绝对值朝减小的方向变化，或者已经达到平衡状态 u(k)=u(k);%控制器输出量不变 end %Rule4规则4 if x(1)*x(2)<0&x(2)*x2_1<0%如果误差处于极值状态 if abs(x(1))>=0.05%内嵌if循环开始，如果误差绝对值大于 u(k)=u_1+2*kp*error_1;%控制器输出量施加较强控制 else u(k)=u_1+0.6*kp*error_1;%控制器输出量施加一般控制 end%内嵌if循环结束 end%if循环结束 %Rule5:规则5;运用PI控制来消除误差 if abs(x(1))<=0.001 %说明误差的绝对值很小，此时加入积分，减少稳态误差 u(k)=0.5*x(1)+0.010*x(3);%控制器输出量用比例和积分输出 end %对控制输出设限 if u(k)>=10 u(k)=10;%设控制器输出量上限值 end if u(k)<=-10 u(k)=-10;%设控制器输出量下限值 end %经过z变换后的离散化对象为 y(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2+num(1)*u(k)+num(2)*u_1+num(3)*u_2; error(k)=r(k)-y(k);%系统误差error的表达式，等于系统输入减去输出 %每步计算时的参数更新 u_2=u_1;u_1=u(k);%u(k)代替u_1 y_2=y_1;y_1=y(k);%y(k)代替y_1 x(1)=error(k);%Calculating P 赋误差error值于x1 x2_1=x(2);%赋值前步计算时的误差导数X2的值等于X2_1 x(2)=(error(k)-error_1)/ts;% 求误差导数x2，用于下一步的计算 x(3)=x(3)+error(k)*ts;% 求误差积分x3 error_1=error(k);%赋误差error值于error_1 end figure(1); plot(time,r,'b',time,y,'r');%画图，以时间为横坐标，分别画出系统输入、输出随时间的变化曲线 xlabel('time(s)');ylabel('r,y');%标注坐标 figure(2); plot(time,r-y,'r');%画r-y,即误差随时间的变化曲线 xlabel('time(s)');ylabel('error');