MCGS仿真一阶惯性系统并进行PID调节

设计并制作一个软件仿真PID温度控制系统。

二、设计目的

1.采用PID控制

2.软件仿真一阶惯性系统

3.能通过图表观察温度曲线变化

4.能实验温度动画演示

5.能修改PID参数，进行整定

三、实验设备与元器件

PC机                                                                                                                                                                                                   一台

MCGS软件                                                                                                                                                                                     一套

• 实验原理
  

4.1控制过程实现：

4.2控制PID增量式算法：

4.3一阶惯性离散形式：

五、控制系统设计方案

5.1根据实验原理设置相关数据变量

5.2设计动画组态即用户窗口

左上角用于设定不同PID参数和温度；

左下角用于实时显示温度变化；

右边仪器用于显示温度变化动画。

5.3设置策略的进行条件与循环周期

循环周期为0.1s，当设定温度不为0时进行控制即运行循环策略。

5.4根据PID和一阶惯性算法设置运行策略脚本程序

设计过程：1，根据增量式PID算法写出响应的增量式方程，建立输出值反馈到PID控制器给定值，并根据给定值计算输出控制量，并保留好前两次的变量，以供下次计算用。前面五行为PID控制器。

2.用程序语言写出一阶惯性系统的离散形式，将输出值与PID输出控制量建立联系。最后              一行为一阶惯性离散形式。

六、调试结果

6.1未设置温度时（一开始温度为0）不运行策略，既为0度。

6.2设置PID参数然后设置温度，可见温度变化曲线出现超调。

6.3改变设定值，可见控制过程，如下图所示。

6.4试凑法改变PID参数，使超调量消失，达到好的控制效果

可见k=0.9  ti=0.8  td=0.0时效果较好，符合要求。

七、总结

1.完成并实现了控制要求，调节PID使得系统响应达到较好。

2.通过本次MCGS系统设计进一步熟悉了MCGS数字设计方法，并学会了再MCGS中的PID程序编写和软件一阶惯性系统搭建。

3.初次使用MCGS发现，MCGS容易上手，功能简洁，对于开关控制及画面切换实现起来比较容易，建立数据库也比较直观容易。

4.还有一个好处就是MCGS全面支持中文，定义变量也能使用中文，提供了极大的便利。

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