实验 P ID 控制器的设计 一、 实验目地 1. 了 解 和 观 测 PID 控 制 规 律 的 作 用 ， 对 系 统 动 态 特 性 和 稳 态 特 性 及 稳 定 性 的 影 响 ； 2. 验 证 调 节 器 各 参 数 (Kc， Ti， Td), 在 调 节 系 统 中 的 功 能 和 对 调 节 质 量 的 影 响 ； 3. 掌 握 用 Simulink 来 构 造 控 制 系 统 模 型 及 参 数 的 设 置 ； 4. 掌 握 计 算 机 控 制 仿 真 结 果 的 方 法 。 二、实验原理 PID 控 制 器 （ 比 例 -积 分 -微 分 控 制 器 ）， 由 比 例 单 元 、 积 分 单 元 和 微 分 单 元 组 成 。 通 过Kp， Ki 和Kd 三 个 参 数 的 设 定 。 PID 控 制 器 主 要 适 用 于 基 本 线 性 和 动 态 特 性 不 随 时 间 变化 的 系 统 。 PID 控 制 器 是 一 个 在 工 业 控 制 应 用 中 常 见 的 反 馈 回 路 部 件 。 这 个 控 制 器 把 收 集 到 的 数据 和 一 个 参 考 值 进 行 比 较 ， 然 后 把 这 个 差 别 用 于 计 算 新 的 输 入 值 ， 这 个 新 的 输 入 值 的 目 的 是可 以 让 系 统 的 数 据 达 到 或 者 保 持在 参 考 值 。 和 其他简单 的 控 制 运算 不 同， PID 控 制 器 可 以 根据 历史数 据 和 差 别 的 出现率来 调 整输 入 值 ， 这 样可 以 使系 统 更加准确， 更加稳 定 。 可 以 通 过数 学的 方 法 证 明， 在 其他控 制 方 法 导致系 统 有稳 定 误差 或 过 程反 复的 情况下， 一 个PID 反馈 回 路 却可 以 保 持系 统 的 稳 定 。 PID 是 以 它的 三 种纠正算 法 而命名的 。 这 三 种算 法 都是 用 加法 调 整被控 制 的 数 值 。 而实际上这 些加法 运算 大部 分 变 成 了 减法 运算 因为被加数 总是 负值 。 这 三 种算 法 是 ： 比 例 - 来 控 制 当前， 误差 值 和 一 个 负常 数 P（ 表示比 例 ） 相乘， 然 后 和 预定 的 值 相加。P 只是 在 控 制 器 的 输 出和 系 统 的 误差 成 比 例 的 时 候成 立。 比 如说， 一 个...
