利用Matlab實現PID控制仿真

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https://www.cnblogs.com/kui-sdu/p/9048534.html

%PID Controller
clear, clc, close all;

ts=0.001;        %采樣時間=0.001s 
sys=tf(5.235e005,[1,87.35,1.047e004,0]);  %建立被控對象傳遞函數
dsys=c2d(sys,ts,'z');                  %把傳遞函數離散化
[num,den]=tfdata(dsys,'v');       %  離散化后提取分子、分母

u_1=0.0;u_2=0.0;u_3=0.0;         %輸入向量 的初始狀態
y_1=0.0;y_2=0.0;y_3=0.0;         %輸出的初始狀態
x=[0,0,0]';      %PID的3個參數Kp Ki Kd組成的數組
error_1=0;                    %初始誤差 
S=input('請選擇輸入信號的形式：1 階躍信號 2 方波信號 3 正弦信號\n');
for k=1:1:500
time(k)=k*ts;           % 仿真時間500ms
if S==1
    kp=1.50;ki=0.01;kd=0.01;          
    yd(k)=1;                       % 指令為階躍信號
elseif S==2
    kp=0.50;ki=0.001;kd=0.001;          
    yd(k)=sign(sin(2*2*pi*k*ts));  % 指令為方波信號
elseif S==3
    kp=1.5;ki=1.0;kd=0.01;          % 指令為正弦信號
    yd(k)=0.5*sin(2*2*pi*k*ts);           
end

u(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3);   % PID控制器   
% 限制控制器的輸出
if u(k)>=10       
   u(k)=10;
end
if u(k)<=-10
   u(k)=-10;
end
% 近似線性模型
y(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2-den(4)*y_3+num(2)*u_1+num(3)*u_2+num(4)*u_3;

error(k)=yd(k)-y(k);

% 返回pid參數 
u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k);
y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=y(k);
   
x(1)=error(k);                % 計算 P
x(2)=(error(k)-error_1)/ts;   % 計算 D
x(3)=x(3)+error(k)*ts;        % 計算 I

error_1=error(k);
end
figure(1);
set(0,'defaultfigurecolor','w') % 設置圖像背景為白色
plot(time,yd,'r',time,y,'b','linewidth',2);
xlabel('time(s)');ylabel('信號輸出');
legend('理想信號','追蹤信號');