【正文】 bservation and control curve under different conditions, the control effect or in the same parameters under the condition of parative 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 technical method. And summed up the PID Kp, Ki, the general order of Kd with the puter technology, has provided the outstanding solution for the process control and the industrial automation application.Key words：virtual instrument；LABVIEW；PID control 目　　錄１　引言 1　課題研究的來源及意義 1　國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1　PID 介紹 2　PID控制原理 2　開環(huán)控制系統(tǒng) 3　閉環(huán)控制系統(tǒng) 32　LABVIEW程序設(shè)計(jì) 5　LABVIEW程序設(shè)計(jì)簡介 5　PID階躍響應(yīng)的LABVIEW程序設(shè)計(jì) 6　前面板設(shè)計(jì) 6　框圖程序設(shè)計(jì) 6　PID控制器設(shè)計(jì) 73　實(shí)際問題提出分析 8　設(shè)計(jì)目的 8　實(shí)際問題的提出 8　實(shí)際問題分析 9　階躍響應(yīng) 9　帶PID 控制器的閉環(huán)系統(tǒng) 94　PID控制器調(diào)節(jié) 12　PID調(diào)節(jié)規(guī)律 12　比例（P）控制 12　積分（I）控制 12　微分（D）控制 12　比例積分（PI）控制 12　比例微分（PD）控制 13　比例積分微分（PID）控制 13　PID 調(diào)節(jié)規(guī)律對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響 14　比例調(diào)節(jié)作用 14　積分調(diào)節(jié)作用 14　微分調(diào)節(jié)作用 14　比例積分調(diào)節(jié)作用 14　比例微分調(diào)節(jié)作用 14　P、I、D 控制特性的一般結(jié)論 15 P、I、D控制算法選擇 15　比例控制器系數(shù)的設(shè)置 16　比例積分控制器系數(shù)的設(shè)置 16　比例微分控制器系數(shù)的設(shè)置 16　比例積分微分控制器系數(shù)的設(shè)置 16　PID 算法最終形式 16　穩(wěn)定性 17　優(yōu)化過程 17　偏差 175　總結(jié) 20參考文獻(xiàn) 21致謝 22１　　引言　課題研究的來源及意義國際上有一些研究文章闡述了目前工業(yè)控制的狀況，利用LABVIEW進(jìn)行PID控制器的設(shè)計(jì)具有重要的意義，它可以對比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，很快的確定PID的三個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對控制系統(tǒng)設(shè)定值的跟蹤和快速消除擾動(dòng)，使控制系統(tǒng)達(dá)到最佳控制效果。但是LABVIEW 與其他計(jì)算機(jī)語言的顯著區(qū)別是，其他計(jì)算機(jī)語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而LABVIEW 使用的是圖形化編輯語言G 編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。因此產(chǎn)生了一種最優(yōu)控制的方法，這就叫自適應(yīng)控制。這三項(xiàng)加權(quán)，通過控制元件，用來調(diào)整過程中，如一個(gè)控制閥的位置，一個(gè)阻尼器，或電力供應(yīng)給加熱元件。積分項(xiàng)對誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例+微分（PD）控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動(dòng)態(tài)特性。另例，當(dāng)一臺(tái)真正的全自動(dòng)洗衣機(jī)具有能連續(xù)檢查衣物是否洗凈，并在洗凈之后能自動(dòng)切斷電源，它就是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。用戶界面在 LABVIEW中被稱為前面板。閉環(huán)控制及波形如圖22所示 圖22　　閉環(huán)控制及波形　框圖程序設(shè)計(jì)框圖程序是虛擬儀器的圖形化源代碼，如圖23，與前面板相對應(yīng)，連線表示信號的方向。穩(wěn)態(tài)誤差是指系統(tǒng)的響應(yīng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，系統(tǒng)的期望輸出與實(shí)際輸出之差。再如把比例系數(shù)Kp 設(shè)為300、積分系數(shù)Ki 設(shè)為300、微分系數(shù)Kd 設(shè)為10，其響應(yīng)曲線如圖34所示。　比例積分（I）控制積分調(diào)節(jié)規(guī)律就是調(diào)節(jié)器的輸出變化量與輸入偏差隨時(shí)間的積分成正比的調(diào)節(jié)規(guī)律，亦即調(diào)節(jié)器輸出的變化速度與輸入偏差的大小成正比?！”壤e分（PI）控制比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律又稱PI 調(diào)節(jié)規(guī)律[10]。調(diào)節(jié)器的輸出為比例作用和積分作用之和，而第二項(xiàng)多一個(gè)比例系數(shù)Kp，這是由于在PI 調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)上，比例系數(shù)不僅影響到比例不分，而且也影響到積分部分。接著積分起作用，慢慢地把靜差消除?！”壤e分調(diào)節(jié)作用由于比例調(diào)節(jié)作用時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)180176。比例、積分、微分控制器Kp、Kd 和Ki 在閉環(huán)系統(tǒng)中的作用總結(jié)如表41所示：表41 　　P、I、D 控制特性閉環(huán)響應(yīng)上升時(shí)間超調(diào)穩(wěn)定時(shí)間穩(wěn)定誤差Kp減少增加影響較小減少Ki減少增加增加消除Kd影響較小減少減少影響較小請注意，這些關(guān)系可能不十分準(zhǔn)確，因?yàn)镵p、Ki 和Kd 是相互關(guān)聯(lián)的?！”壤刂破飨禂?shù)的設(shè)置采用P 控制規(guī)律能較快地克服擾動(dòng)的影響，它的作用于輸出值較快，但不能很好穩(wěn)定在一個(gè)理想的數(shù)值，不良的結(jié)果是雖較能有效的克服擾動(dòng)的影響，但有余差出現(xiàn)。如，加熱型溫度控制