基于MATLAB的PID控制器设计报告

MATLAB 论文——基于控制系统的 PID 调节基于 MATLAB 的 PID 控制器摘要：本论文主要讨论 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进展，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。本论文主要介绍 PID 的原理及简单的用法，探究控制器中各个参数对系统的影响，就是利用《自动控制原理》和《MATLAB》所学的内容利用简单的方法讨论 PID控制器的设计方法，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。关键字:PID 控制简介 PID 控制器原理 MATLAB 仿真 PID 参数的设定正文：一、PID 控制简介PID 控制器又称 PID 调节器,是工业过程控制系统中常用的有源校正装置。长期以来，工业过程控制系统中多采纳气动式 PID 控制器.由于气动组件维修方便,使用安全可靠,因此在某些特别场合，例如爆炸式环境，仍然使用气动式 PID 控制器。随着运算放大器的进展和集成电路可靠性的日益提高，电子式 PID 控制器已逐渐取代了气动式 PID 控制器。目前，已在开发微处理器 PID 控制器。这里,仅简要介绍 PID 控制器的主要特性.PID 调节器是一种线性调节器，它根据给定值与实际输出值构成的控制偏差： =－将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量，对控制对象进行控制，故称为 PID 调节器。在实际应用中,常根据对象的特征和控制要求,将 P、I、D基本控制规律进行适当组合，以达到对被控对象进行有效控制的目的.例如，P调节器，PI 调节器，PID 调节器等。所以， 正确计算控制器的参数， 有效合理地实现 PID 控制器的设计,对于 PID 控制器在过程控制中的广泛应用具有重要的理论和现实意义。二、原理分析与说明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） 的关系为公式（1—1） 公式（1—1）因此它的传递函数为公式（1-2） 公式（1-2） 比例调节作用：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少...