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1、 基于MATLAB的PID控制器设计 摘 要本论文以温度控制系统为研究对象设计一个PID控制器。PID控制是迄今为止最通用的控制方法大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。PID控制器亦称调节器及其改进型因此成为工业过程控制中最常见的控制器 (至今在全世界过程控制中用的84%仍是纯PID调节器若改进型包含在内则超过90%)。在PID控制器的设计中参数整定是最为重要的,随着计算机技术的迅速发展对PID参数的整定大多借助于一些先进的软件例如目前得到广泛应用的MATLAB仿真系统。本设计就是借助此软件主要运用Relay-feedback法线上综合法和系统辨识法来研究PID控制器的设计方法设计一个
2、温控系统的PID控制器并通过MATLAB中的虚拟示波器观察系统完善后在阶跃信号下的输出波形。 关键词 ：PID参数整定 PID控制器 MATLAB仿真冷却机I Design of PID Controller based on MATLAB Abstract This paper regards temperature control system as the research object to design a pid controller. Pid control is the most common control method up until now; the great maj
3、ority feedback loop is controlled by this method or its small deformation. Pid controller (claim regulator also) and its second generation so become the most common controllers in the industry process control (so far, about 84% of the controller being used is the pure pid controller, itll exceed 90%
4、 if the second generation included). Pid parameter setting is most important in pid controller designing, and with the rapid development of the computer technology, it mostly recurs to some advanced software, for example, mat lab simulation software widely used now. this design is to apply that soft
5、 mainly use Relay feedback law and synthetic method on the line to study pid controller design method, design a pid controller of temperature control system and observe the output waveform while input step signal through virtual oscilloscope after system completed. Keywords: PID parameter setting PI
6、D controller MATLAB simulationcooling machine II目 录 摘 要.I ABSTRACT . II 第1章 绪 论 . 1 1.1 课题来源及PID控制简介. 1 1.1.1 课题的来源和意义 . 1 1.1.2 PID控制简介 . 1 1.2 国内外研究现状及MATLAB简介 . 3 第2章 控制系统及PI调节. 5 2.1控制系统构成 . 5 2.2 PID控制 . 5 2.2.1 比例、积分、微分 . 62.2.2 PID控制 . 6第3章 系统辨识 . 73.1 系统辨识. 73.2 系统特性图 . 10 3.3 系统辨识方法.11第4章 P
7、ID三参数变化对系统的影响. 12 4.1 比例控制的影响. . 13 4.2 积分控制的影响 . 15 4.3 微分控制的影响 . 16 结论 . 17参考文献 .18第1章 绪 论 1.1 课题来源及PID控制简介 1.1.1 课题的来源和意义 任何闭环的控制系统都有它固有的特性可以有很多种数学形式来描述它如微分方程、传递函数、状态空间方程等。但这样的系统如果不做任何的系统改造很难达到最佳的控制效果比如快速性稳定性准确性等。为了达到最佳的控制效果我们在闭环系统的中间加入PID控制器并通过调整PID参数来改造系统的结构特性使其达到理想的控制效果。 1.1.2 PID控制简介 当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分测量、比较和执行。测量关心的变量与期望值相比较用这个误差纠正调节控制系统的响应。 这个理论和应用自动控制的关键是做出正确的测量和比较后如何才能更好地纠正系统PID -比例 - 积分 - 微分控制器作为最早实用化的控制器已有 50 多年历史现在仍然是应用最广泛的工业控制器。 PID 控制器简单易懂使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。PI
