《一种基于labview的pid控制器的设计方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种基于labview的pid控制器的设计方法（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一种基于 LABVIEW 的 PID 控制器的设计方法摘要利用虚拟仪器技术,采用 LABVIEW 图形编程环境,设计了一个 PID 程序,用于仿真 PID控制规律。PID 控制器是一种线性的控制器，具有原理简单、易于整定、使用方便和控制性能较强的优点，它能够对线性控制系统快速准确的确定 P、I、D 三个参数和阶跃响应曲线。同时，可以给出控制系统开环或者闭环的阶跃响应。通过改变 P、I、D 参数和设定值，观察不同情况下的控制曲线，或在同样参数情况下比较位置型 PID 与增量型 PID的控制效果。通过对各种控制器作用下，对线性控制对象，阶跃输入的响应曲线分析，从而得到各个阶跃响应特性。证明该控制器
2、设计正确，实用技术方法可行。并总结出 PID调整 Kp，Ki，Kd 参数的一般顺序。该控制器为各个领域的过程控制系统提供了方便，节省了时间，大大的提高了生产效率。关键词：虚拟仪器；LABVIEW；PID 控制Base on LABVIEW for PID controller design methodABSTRACTUsing the technology of virtual instrument, using LABVIEW graphical programming environment, to design a PID program, used to control law si
3、mulation PID.PID controller is a linear controller，which has such advantages as simple principles,easy setting,convenient application and strong control performance. It can quickly and exactly define three parameter-P、I 、 D-for linear control system below three orders,and accurately determine the st
4、ep response curve of the open loop systems.At the same time,may give the control system split-ring or the closed loop step response.By changing the P, I, D parameters and the set value, observation and control curve under different conditions, the control effect or in the same parameters under the c
5、ondition of comparative position PID and increment type PID. Through a variety of controller function, linear control object of the order of, response curves of step input, resulting in each step response characteristic. Results show that the controller design is correct, practical and feasible tech
6、nical method. And summed up the PID Kp, Ki, the general order of Kd parameters.Along with the computer technology, has provided the outstanding solution for the process control and the industrial automation application.Key words：virtual instrument；LABVIEW；PID control目录 引言 .11.1 课题研究的来源及意义 .11.2 国内外发
7、展状况 .11.3 PID 介绍 .21.3.1 PID 控制原理 .21.3.2 开环控制系统 .31.3.3 闭环控制系统 .32 LABVIEW 程序设计 .52.1 LABVIEW 程序设计简介 .52.2 PID 阶跃响应的 LABVIEW 程序设计 .62.2.1 前面板设计 .62.2.2 框图程序设计 .62.2.3 PID 控制器设计 .73 实际问题提出分析 .83.1 设计目的 .83.2 实际问题的提出 .83.3 实际问题分析 .93.3.1 阶跃响应 .93.3.2 带 PID 控制器的闭环系统 .94 PID 控制器调节 .124.1 PID 调节规律 .124.
8、1.1 比例（P）控制 .124.1.2 积分（I）控制 .124.1.3 微分（D）控制 .124.1.4 比例积分（PI）控制 .124.1.5 比例微分（PD）控制 .134.1.6 比例积分微分（PID）控制 .134.2 PID 调节规律对系统稳定性的影响 .144.2.1 比例调节作用 .144.2.2 积分调节作用 .144.2.3 微分调节作用 .144.2.4 比例积分调节作用 .144.2.5 比例微分调节作用 .144.2.6 P、I、D 控制特性的一般结论 .154.3 P、I、D 控制算法选择 .154.3.1 比例控制器系数的设置 .164.3.2 比例积分控制器系
9、数的设置 .164.3.3 比例微分控制器系数的设置 .164.3.4 比例积分微分控制器系数的设置 .164.4 PID 算法最终形式 .164.5 稳定性 .174.6 优化过程 .174.7 偏差 .175 总结 .20参考文献 .21致谢 .221引言1.1课题研究的来源及意义国际上有一些研究文章阐述了目前工业控制的状况，利用 LABVIEW 进行 PID 控制器的设计具有重要的意义，它可以对比例系数、积分系数和微分系数进行调整，很快的确定 PID 的三个参数，实现对控制系统设定值的跟踪和快速消除扰动，使控制系统达到最佳控制效果。而 LABVIEW 有一个比较大的函数库，包括数据采集、
10、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储，等等 1。PID 的应用很方便，若果我们不完全了解一个系统和它的被控对象，或者说不容易利用某种测量方式测得系统参数时，PID 控制技术适用于这个系统。总得来说，PID 控制包括 PI 和 PD 的控制，它就是根据系统误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。1.2国内外发展状况仪器仪表技术既是现代科技的前沿技术,也是信息产业的关键技术，它是信息产业的基础与源头。虚拟仪器技术是仪器仪表技术的最前沿技术，也是测试技术和计算机技术综合的产物,代表了现代测试技术和仪器技术的发展方向。虚拟仪器的软件开发平台很多,目前最具代表性的虚拟仪器开发平台就是美国国家仪器(NI)公司的LabWindows/CVI、LABVIEW 和惠普公司的HP VEE(Agilent VEE) 2。LABVIEW 是一种程序开发环境,由美国国家仪器(NI)公司研制开发的,类似于C 和BASIC 开发环境。但是LABVIEW 与其他计算机语言的显著区别是，其他计
