单位负反馈系统的PID控制器设计及参数整定

计算机控制系统三级项目 单位负反馈系统的 PID控制器设计及参数整定 目录 一．PID控制概述 ......................................................................... 1 二．PID控制在液压系统中的应用 .................................. 2 三．课题分析与设计 ....................................................................... 3 一 ． PID控 制 概 述 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70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 。 PID控 制 器 由 比 例 单 元 （ P） 、 积 分 单 元 （ I） 和 微 分 单元 （ D） 组 成 。 其 输 入e (t） 与 输 出u (t） 的 关 系 为 u(t)=kp[e(t)+1/TI∫ e(t)dt+TD*de(t)/dt] 式 中 积 分的 上 下 限 分 别 是0和t 因此它的传递函数为：G(s)=U(s)/E(s)=kp[1+1/(TI*s)+TD*s] 其 中kp 为 比 例 系 数 ； TI 为 积 分 时 间 常 数 ； TD 为 微 分时 间 常 数 。 它 由 于 用 途 广 泛 、 使 用 灵 活 ， 已 有 系 列 化 产 品 ， 使 用 中只 需 设 定 三 个 参 数 （ Kp， Ti和Td） 即 可 。 在 很 多 情 况 下 ，并不 一 定 需 要全部三 个 单 元 ， 可 以取其 中 的 一 到两个 单 元 ，但比 例 控 制 单 元 是 必不 可 少的 。 首先 ， PID应 用 范围广 。 虽然 很 多 工 业 过程是 非线性或时 变的 ， 但通过对其 简 化 可 以变成 基本线性和 动 态特性不 随时 间 变化 的 系 统 ， 这 样PID就可 控 制 了。 其 次， PID参 数 较 易 整定 。 也就是 ， PID参 数Kp， Ti和Td 可 以根据过程的 动 态特性及时 整定 。 如 果过程的 动 态特性变化 ， 例 如 可 能 由 负载的 变化 引...