10.07.5Input Device1Input Channel05.02.50.0Output DeviceOutput Channel01Set Point4620Lower Limit0.0008100.2011.010.510.09.59.0500505000.350P0.200I25.000D0.000Upper Limit10.000Loop Delay(ms)20301040STOP0

图4-10 PID控制程序前面板

2.3 程序的仿真试验[19][25][31]

为验证程序的准确性，在进行仿真时选择了三个对象，并利用LabVIEW提供的实时控制模块（RT模块）模拟对象的传递函数。

在进行PID控制程序仿真演示时，对原有的程序进行了如下的改动： 1. 1. 设定值子程序：

.将原有程序中测量值与设定值之间的差值（即偏差值）改为由单位阶跃信号替代。

2. 2. 模拟对象环节子程序：

利用LabVIEW提供的实时控制模块（RT模块）模拟对象的传递函数。

PID控制功能演示程序流程图如图(4-12)所示。

三、仿真演示实例一

在LabVIEW环境下选择的传递函数为：

W(s)?101?1.5s (4-14)

这是一个一阶惯性环节，当PID参数整定为：δ=22%； TI=15s； TD=0s时，其仿真结果如图(4-13)所示。在仿真过程中设定值采用的是方波信号。

四、 仿真演示实例二

在LabVIEW环境下选择的传递函数为：

W(s)?101?(1?10s)(1?0.1s) (4-15)

这是一个二阶惯性环节，当PID参数整定为：δ=8.5%； TI=12s； TD=3s时，其仿真结果如图(4-14)所示。在仿真过程中设定值采用的是单位阶跃信号。 若比例作用增加，即PID参数整定为：δ=2.5%； TI=12s； TD=3s； 若比例作用减弱，即PID参数整定为：δ=17%； TI=12s； TD=3s； 若积分作用减弱，即PID参数整定为：δ=8.5%； TI=30s； TD=3s；

若积分作用增强，即PID参数整定为：δ=8.5%； TI=6s； TD=3s； 若微分作用增加，即PID参数整定为：δ=8.5%； TI=12s； TD=16s； 若微分作用减弱，即PID参数整定为：δ=8.5%； TI=12s； TD=1. 5s。 取上述参数时其仿真结果比较如图(4-15)所示。 五、仿真演示实例三

在LabVIEW环境下选择的传递函数为：

W(s)?

0.723?3?e1?8s (4-16)

这是一个具有纯滞后的一阶惯性环节，也就是在第二章中系统测试软件所选择的实验对象。

由自动控制理论可知，当系统内含有纯滞后环节时，可将纯滞后因子e用有理

［5］

函数来近似。我们知道一个指数函数可以用如下极限表示：

??s

1ne??s?lim()n???1?sn (4-17)

?这就是说，纯滞后环节可以用无穷个具有极点为n值（n??）的一阶环节串

?联起来表示。当然，为了简化起见常用近似公式，例如近似取n=3时则：

e??s???1??????1?s???3? (4-18) ?3