基于MATLAB/Simulink的PID三环伺服系统仿真平台

资 源 简 介

该项目使用MATLAB/Simulink构建完整的三环（位置、速度、电流）伺服系统仿真模型，实现级联PID控制器设计，可模拟伺服系统动态响应特性，为控制算法验证提供可视化仿真环境。

详 情 说 明

基于PID控制器的三环伺服系统仿真平台

项目介绍

本项目构建了一个完整的三环伺服系统仿真模型，通过MATLAB/Simulink实现位置环、速度环和电流环的级联PID控制。系统能够模拟实际伺服系统的动态响应特性，为伺服控制系统的参数整定、性能分析和优化设计提供有效的仿真工具。

功能特性

• 多环路PID控制：实现位置环、速度环和电流环的独立PID参数整定
• 动态响应分析：模拟电机负载转矩变化对系统性能的影响
• 信号跟踪测试：分析系统在阶跃、斜坡、正弦输入信号下的跟踪性能
• 系统性能评估：评估系统的稳定性、响应速度和抗干扰能力
• 实时可视化：提供各环路状态变量的实时可视化分析
• 全面性能指标：输出上升时间、调节时间、超调量、稳态误差等关键指标

使用方法

1. 参数设置：配置系统参数（电机转动惯量、阻尼系数等）和各环路PID参数
2. 输入信号选择：设置位置指令信号类型（阶跃/斜坡/正弦）及参数
3. 扰动配置：定义负载转矩变化的时刻和幅值
4. 仿真运行：设置仿真时长、步长和求解器类型后启动仿真
5. 结果分析：查看时域响应曲线、性能指标和误差分析结果

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Simulink基础模块库
• Control System Toolbox（用于稳定性分析）

文件说明

主程序文件完成了仿真平台的全局配置与核心流程控制，其功能包括系统初始化参数的设定、仿真模型的调用与执行、以及后续数据处理与可视化图表的生成。具体实现了仿真环境的构建、多种输入信号模式的切换、PID控制器参数的统一管理，并负责计算系统性能指标和输出完整的分析报告。