【正文】 I=2L=2190=380D= = =952L1PID 控制系統(tǒng)調(diào)整結(jié)果如圖 58：圖 58 PID 控制系統(tǒng)調(diào)整結(jié)果現(xiàn)在再用 Relay feedback 法來進(jìn)行 PID 參數(shù)整定。在 PID 控制器的設(shè)計(jì)中并不是只要整定完參數(shù)就完成任務(wù)，還要進(jìn)行 PID 值的修正訂以及加干擾仿真實(shí)驗(yàn)，下面就以系統(tǒng)辨識法求得的 PID 值進(jìn)行修正，其修正大多是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)。圖 513 PID 反饋控制在油冷卻機(jī)的使用 PID 控制器的操作面板 [15] 圖 514 PID 控制器的操作面板123452 12 22 32 42 567891 02 62 72 82 93 0A L 1A L 2N O T U S E DC T I N P U TbBAR T DT C＋－A C 8 5～ 2 6 4 VS V 2 I N P U T＋＋－－T R N S M I TN CN OCM A I N O U T P U T圖 515 TM109(30I)接線圖按 MODE 鍵約 2 秒，可在 PID 控制器做設(shè)定 [17]：圖 516 PID 控制器參數(shù)設(shè)定流程示意圖PID 控制器：：電壓或電流信號(4~20mA)：電壓或電流信號(4~20mA)結(jié) 論本論文是設(shè)計(jì)一個溫度控制系統(tǒng)的 PID 控制器。整定的好壞不但會影響到控制質(zhì)量，而且還會影響到控制器的魯棒性 [1]。在第四章中研究了基于 MATLAB 的 PID 參數(shù)整定的幾種方法，并各舉一例予以說明，主要有Relay feedback 法，在線調(diào)整法以及系統(tǒng)辨識法，波得圖法及根軌跡法不做研究。每個階段工作的完成都使我在各個方面受益匪淺。尤其是對于 PID 控制器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，使我有了更加深入的了解，也使知道了在現(xiàn)代的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建立中借助好的軟件包的重要性及未來的發(fā)展趨勢。特別是將大學(xué)所學(xué)的專業(yè)理論知識運(yùn)用于實(shí)際設(shè)計(jì)中，與我們的生產(chǎn)、生活聯(lián)系在一起，讓我對自己的專業(yè)有了更濃厚的興趣，對自己的前途有了更充足的信心和更美好的憧憬。由于本人的知識和能力有限，論文中難免存在許多不足的地方，敬請各位老師給予批評指正.參考文獻(xiàn)[1] 夏紅，賞星耀，宋建成. PID 參數(shù)自整定方法綜述. 浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào),2022,15(4)：236240.[2] Astrom K J. Toward intelligent control. IEEE Control Systems Magazine,1989(April):60～64.[3] Astrom K J,Hang C C,Persson P, Ho W intelligent PID ,1992,28(1):1～9 [4] 王 偉,張晶濤 .PID ，2022,26(3):347355.[5] ,2022,250251.[6] ：（2）4445[7] . 臺北市:(3):8991.[8]應(yīng)自爐. MATLAB (4):1215.[9] Aidan O39。在我遇到困難時(shí)，他們總是及時(shí)地幫助我理清思路解決困惑，最終跨過了一個又一個障礙，順利地完成了畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)工作。我借此機(jī)會不斷學(xué)習(xí)，努力提高多方面的能力，彌補(bǔ)自己的不足。為了很好地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，我經(jīng)常去圖書館或者上網(wǎng)搜集各種資料文獻(xiàn)，向指導(dǎo)老師和各位同學(xué)請教，并且翻閱以前的課本、筆記，熟悉之前學(xué)過的相關(guān)知識。 致 謝經(jīng)過幾個月的不斷努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于如期完成。在第一章緒論中說明了本課題的意義，MATLAB 軟件的應(yīng)用以及在這個方面的發(fā)展趨勢。即使在微處理技術(shù)迅速發(fā)展的今天，過程控制中大部分控制規(guī)律都未能離開 PID，這充分說明 PID 控制仍具有很強(qiáng)的生命力。系統(tǒng)加干擾仿真實(shí)驗(yàn)：圖 512 干擾仿真實(shí)驗(yàn)響應(yīng)曲線由上圖可知道，就算系統(tǒng)臨時(shí)發(fā)生變化，也能馬上恢復(fù)到設(shè)定值。１做仿真） ，系統(tǒng)特性曲線如圖 510圖 510 系統(tǒng)擾動后的特性曲線由上圖 a=,Tu= a 值代入 ???.??uKp387Ti2d與用系統(tǒng)辨識法所得結(jié)果大體相同。即為Ｌ　　　 　L=190Step 4：先找出 的溫度值，畫水平線與特性曲線相交，得知時(shí)間軸之值，此值與延遲時(shí)間相減，即為時(shí)間常數(shù)Ｔ。 油冷卻機(jī)系統(tǒng)之系統(tǒng)辨識下圖為整個油冷卻機(jī)系統(tǒng)示意圖： ＲＳＴ ＵＶＷ電源端 負(fù)載端 圖 56 油冷卻機(jī)系統(tǒng)示意圖從第二章中可以知道變頻器是個最終控制組件，其以最大訊號(12V)驅(qū)動油冷卻機(jī)，使油冷卻機(jī)以全速運(yùn)轉(zhuǎn)，溫度記錄器感測油槽記錄溫度，過一段時(shí)間后，因負(fù)載與油溫達(dá)到平衡，所以溫度會到一穩(wěn)定值，從紀(jì)錄器擷取出溫度數(shù)據(jù)至計(jì)算機(jī)，利用 MATLAB繪出系統(tǒng)特性圖，從而辨識出轉(zhuǎn)移函數(shù)。 　　6V 齊納二極管的作用如 齊納二極管的作用,我們利用它調(diào)出 ,因此電壓追隨器的輸出電壓 V1 亦為 。 [16]　感測與轉(zhuǎn)換器圖 53　PT100 實(shí)物圖電阻式溫度檢測器 (RTD,Resistance Temperature Detector)－一種物質(zhì)材料作成的電阻,它會隨溫度的上升而改變電阻值,如果它隨溫度的上升而電阻值也跟著上升就稱為正電阻系數(shù),如果它隨溫度的上升而電阻值反而下降就稱為負(fù)電阻系數(shù) [6]?！　〔ǖ聢D法及根軌跡法利用系統(tǒng)辨識出來的轉(zhuǎn)移函數(shù)，使用 MATLAB 軟件去做系統(tǒng)仿真。controller PKITDP a1PI ( )*PID ( )*22L 2L表 414 ZieglerNichols 第二個調(diào)整法則建議 PID 調(diào)整值 ［9］*為本專題將經(jīng)驗(yàn)公式修正后之值※上表 中，L 為延遲時(shí)間可參考圖 (b)。圖 411Step 3：調(diào)整 KP 使系統(tǒng)震蕩，震蕩時(shí)的 KP 即為臨界增益 KU，震蕩周期即為 TV。Controller PKITDTP PI uPID 圖 46　Step 3：即可得到系統(tǒng)的特性曲線，如下圖 47 所示?！elay feedback 調(diào)整法圖 42 由系統(tǒng)辨識法辨識出轉(zhuǎn)移函數(shù)圖 43 Relay feedback 調(diào)整法 如上圖 43 所示，將 PID 控制器改成 Relay，利用 Relay 的 OnOff 控制，將系統(tǒng)擾動，可得到該系統(tǒng)于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的震蕩周期及臨界增益（T u 及Ｋ u） ，在用下表 44 的 ZieglerNichols 第一個調(diào)整法則建議 PID 調(diào)整值，即可算出該系統(tǒng)之Ｋ p、T i、T v 之值。波德圖及根軌跡則相反，一定要有轉(zhuǎn)移函數(shù)才能去求 PID 值，那這技巧就在于要用系統(tǒng)辨識方法，辨識出轉(zhuǎn)移函數(shù)出來，再用 MATLAB 里的 Simulink 畫出反饋方塊圖，調(diào)出 PID 值。（3） 波德圖amp。T 與 L：求 T 及 L 必須在 S 形狀曲線劃一條切線(最大斜率)，畫出切線之后，T 及 L 值可以直接從圖上得知。T:時(shí)間常數(shù)。(3) 將大小為 1 的階躍信號加到被控對象如圖 31 所示：圖 31 將階躍信號加到被控對象　對大多數(shù)的被控對象，若輸入為階躍信號，則其輸出 c(t)大多為 S 狀曲線，如下圖 32所示。但實(shí)際的被控對象往往是非線性系統(tǒng)，且系統(tǒng)復(fù)雜，難以精確地用數(shù)學(xué)式表達(dá)。這就是說，在控制器中僅引入“比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)” ，它能預(yù)測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使克服誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重地沖過頭。 微分（D）控制 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差訊號的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)” 。其控制器的輸出與輸入誤差訊號成比例關(guān)系。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它設(shè)計(jì)技術(shù)難以使用，系統(tǒng)的控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時(shí)應(yīng)用 PID控制技術(shù)最為方便。反饋控制是指將所要求的設(shè)定值與系統(tǒng)的輸出值做比較，求其偏差量，利用這偏差量將系統(tǒng)輸出值使其與設(shè)定值調(diào)為一致。用 SIMULINK 對設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)進(jìn)行仿真，可以預(yù)知效果，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性，為設(shè)計(jì)人員提供參考。其中包括:一般數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、數(shù)字信號處理、建模和系統(tǒng)控制和優(yōu)化等應(yīng)用程序，并將應(yīng)用程序和圖形集于便于使用的集成環(huán)境中。 ［4］　　①對于單輸入單輸出被控對象，需要研究針對不穩(wěn)定對象或被控過程存在較大干擾情況下的 PID 參數(shù)整定方法，使其在初始化、抗干擾和魯棒性能方面進(jìn)一步增強(qiáng)，使用最少量的過程信息及較簡單的操作就能較好地完成整定。PID 、靈活性及使用的過程知識量。按工作機(jī)理劃分，自整定方法能被分為兩類：基于模型的自整定方法和基于規(guī)則的自整定方法。自適應(yīng) PID 的應(yīng)用途徑的不斷擴(kuò)大使得對其整定方法的應(yīng)用研究變得日益重要。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及 MATLAB 簡介 PID 控制中最重要的是對其參數(shù)的控制，所以當(dāng)今國內(nèi)外 PID 控制技術(shù)的研究主要是圍繞如何對其參數(shù)整定進(jìn)行的。自動整定通常是指根據(jù)開環(huán)狀態(tài)確定的簡單過程模型自動計(jì)算 PID 參數(shù)。這個方法會引起擾動，所以基于模型的 PID 參數(shù)自整定在工業(yè)應(yīng)用不是太好。PID 參數(shù)自整定就是為了處理 PID 參數(shù)整定這個問題而產(chǎn)生的。也就是，PID 參數(shù) Kp，Ki 和 Kd 可以根據(jù)過程的動態(tài)特性及時(shí)整定。在很多情況下，并不一定需要全部三個單元，可以取其中的一到兩個單元，但比例控制單元是必不可少的。微分作用對噪聲干擾有放大作用,因此過強(qiáng)的加微分調(diào)