1、 SISO DESIGN TOOL 用MATLAB啟動SISO設計工具。 進入SISO設計界面。 選擇單輸入，反饋，單輸出控制模塊，如下圖所示。如下圖所示： SISO DESIGN TOOL 設定控制參數，如下表：S6=kp+ki / s+kd * sSS=sss*104702*35.873523500 SISO DESIGN TOOL1.控制器C選用PID控制，給定初始值為kp=0.6 ki=0.03 kd=0.012.系統采用三階系統，傳遞函數為三階。3.反饋設置為單位負反饋。下圖為系統加階躍，與初始下圖為系統加階躍，與初始PID控制的系統加階躍的情況控制的系統加階躍的情況 SISO DE

2、SIGN TOOL我們要求系統具有良好的跟蹤階躍響應的能力，且系統的穩態誤差很小。分析上兩圖可知，對系統直接加階躍，不具備跟蹤階躍響應的能力。對初始PID參數控制的系統加階躍信號，初步具有跟蹤階躍的能力，但是上升時間較長，時間常數較大，且穩態時能看出明顯的誤差。為了繼續改善系統，使其具有良好的跟蹤性能，我們接下來進行PID的參數整定工作。 PID誤差整定流程圖誤差整定流程圖設置系統的傳函參數系統離散化并設置PID初始參數給階躍信號并設置控制器的輸出采樣時間為1ms根據每次結果進行判斷，選擇誤差規則規則12345調節PID的輸出，系統輸出及誤差采樣500次Y調節完畢，輸出調節后的響應曲線N,繼續

3、采樣 誤差原理規則誤差原理規則原理原理1： |e(k)|M1時，說明誤差的絕對值已經很大。不論誤差時，說明誤差的絕對值已經很大。不論誤差 變化趨勢如何，都應考慮控制器輸出按最大（或最變化趨勢如何，都應考慮控制器輸出按最大（或最 小）輸出，以迅速調整誤差。小）輸出，以迅速調整誤差。原理原理2： 當當e(k)*(e(k2)-e(k1)0 說明誤差在朝誤差的絕對值說明誤差在朝誤差的絕對值 增大的方向變化，或誤差為某一常值，未發生變化。增大的方向變化，或誤差為某一常值，未發生變化。 此時，如果此時，如果|e(k)|=M2,說明誤差也較大，也考慮由控說明誤差也較大，也考慮由控 制器實施較強的控制作用，以

4、達到扭轉絕對值朝減制器實施較強的控制作用，以達到扭轉絕對值朝減 小方向變化。小方向變化。 此時此時|e(k)|M2,說明盡管誤差朝絕對值增大方向變化說明盡管誤差朝絕對值增大方向變化 ，但誤差絕對值本身并不是很大，可考慮控制器實，但誤差絕對值本身并不是很大，可考慮控制器實 施一般的控制作用，只要扭轉誤差的變化趨勢，使施一般的控制作用，只要扭轉誤差的變化趨勢，使 其朝絕對值減小的方向變化即可。其朝絕對值減小的方向變化即可。 誤差原理規則誤差原理規則原理原理3： 當當e(k)e(k)0或者或者ek)=0時，說明誤差時，說明誤差 的絕對值朝減小的方向變化，或者已經達到了平衡狀的絕對值朝減小的方向變化，

5、或者已經達到了平衡狀 態。此時，可考慮實施較強的控制作用。態。此時，可考慮實施較強的控制作用。原理原理4 4： 當當e(k)e(k)0時，說明誤差處于極值狀時，說明誤差處于極值狀 態。如果此時誤差的絕對值較大，即態。如果此時誤差的絕對值較大，即|e(k)|=M 2 ，可以，可以 考慮較強的控制作用。考慮較強的控制作用。 如果此時誤差的絕對值較小，即如果此時誤差的絕對值較小，即|e(k)|M 2 ，可以考慮，可以考慮 實施較弱的控制作用。實施較弱的控制作用。 原理五：原理五： 當當|e(k)|1 1；k k2 2 為抑制系為抑制系 數，數，0K0K2 2 1 0.8 % Rule 1 u(k)=

6、0.45; elseif abs(x(1)0.4 u(k)=0.40; elseif abs(x(1)0.2 u(k)=0.12; elseif abs(x(1)0.01 u(k)=0.1; end if x(1)*x(2)0|(x(2)=0) % Rule 2 if abs(x(1)=0.05 u(k)=u_1+2*kp*x(1); else u(k)=u_1+0.4*kp*x(1); end end if (x(1)*x(2)0)|(x(1)=0) % Rule 3 u(k)=u(k); end if x(1)*x(2)0&x(2)*x2_1=0.05 u(k)=u_1+2*kp*

7、error_1; else u(k)=u_1+0.6*kp*error_1; end end if abs(x(1)=10 u(k)=10; end if u(k)M1時，說明誤差的絕對值已經很大。不論誤差時，說明誤差的絕對值已經很大。不論誤差 變化趨勢如何，都應考慮控制器輸出按最大（或最變化趨勢如何，都應考慮控制器輸出按最大（或最 小）輸出，以迅速調整誤差。小）輸出，以迅速調整誤差。原理原理2： 當當e(k)*(e(k2)-e(k1)0 說明誤差在朝誤差的絕對值說明誤差在朝誤差的絕對值 增大的方向變化，或誤差為某一常值，未發生變化。增大的方向變化，或誤差為某一常值，未發生變化。 此時，如果此

8、時，如果|e(k)|=M2,說明誤差也較大，也考慮由控說明誤差也較大，也考慮由控 制器實施較強的控制作用，以達到扭轉絕對值朝減制器實施較強的控制作用，以達到扭轉絕對值朝減 小方向變化。小方向變化。 此時此時|e(k)|M2,說明盡管誤差朝絕對值增大方向變化說明盡管誤差朝絕對值增大方向變化 ，但誤差絕對值本身并不是很大，可考慮控制器實，但誤差絕對值本身并不是很大，可考慮控制器實 施一般的控制作用，只要扭轉誤差的變化趨勢，使施一般的控制作用，只要扭轉誤差的變化趨勢，使 其朝絕對值減小的方向變化即可。其朝絕對值減小的方向變化即可。 誤差原理規則誤差原理規則原理原理3： 當當e(k)e(k)0或者或者ek)=0時，說明誤差時，說明誤差 的絕對值朝減小的方向變化，或者已經達到了平衡狀的絕對值朝減小的方向變化，或者已經達到了平衡狀 態。此時，可考慮實施較強的控制作用。態。此時，可考慮實施較強的控制作用。原理原理4 4： 當當e(k)e(k)0時，說明誤差處于極值狀時，說明誤差處于極值狀 態。如果此時誤差的絕對值較大，即態。如果此時誤差的絕對值較大，即|e(k)|=M 2 ，可以，可以 考慮較強的控制作