(式4-7)
(式4-8)
如图4.2所示的阶跃响应曲线,我们可以测量出曲线上升时间tr=75S以及达到峰值时间tp=115S。通过上式,我们计算出二阶模型的参数:ζ=0.46 T=32.5S。所以,被控对象的二阶参考模型是:
(式4-9)
当被控对象控制量阶跃输入为4V的时候,对象输出会稳定在500度,可以求得广义对象的放大系数:
( 式4-10)
系统仿真模型:
(式4-11)
图4.2欠阻尼阶跃响应情况
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4.3系统仿真
得到了对象的简单模型,我们开始对系统进行仿真。
(1)最初使用前面实验选取的一组参数 Ke=0.2,Kc=13.4,Ku=0.01 ,Ki=0.01 进 行 仿 真 , 当 系 统 输 入 为 阶 跃 信 号r(t)=400度时,系统响应曲线如图4.3所示。
图4.3系统阶跃响应仿真图
系统无静差,系统最大超调15度。
(2)将系数 Ke变小,其他参数不变,如 Ke=0.1,Kc=13.4,Ku=0.01,Ki=0.01 再次仿真,系统响应曲线如图4.4所示。系统超调量明显减小,最大超调量为2度。
图4.4系数 Ke变小时系统阶跃响应仿真图
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第5章 全文总结
本文以AT89C51单片机为核心控制器对控制系统进行有效的控制,单片机通过对 I/O口输出电平变化来调节是否进行加热以及加热的功率,实现温度的自动控制功能。并采用模糊控制算与传统的PID控制相结合,比传统的控制器精度高、超调量小、系统达到稳定的时间短,最后本文通过matlab对所设计的模糊控制系统进行了仿真。本温度控制系统具有很广泛的应用范围,在不改变参数的情况下可以对不同的控制对象进行控制,并且达到较好的控制效果。同时,本次设计还存在一些不足之处,在以后的学习和工作中会更加深入的对课题进行研究,以期能够真正做到学以致用。
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