【正文】 ion, visualization, and programming in an easytouse environment where problems and solutions are expressed in familiar mathematical notation. Typical uses include ? Math and putation ? Algorithm development ? Data acquisition ? Modeling, simulation, and prototyping ? Data analysis, exploration, and visualization ? Scientific and engineering graphics ? Application development, including graphical user interface buildingCompiled files Type The MATLAB Compiler takes Mfiles as input and generates C or C++ source code or Pcode as output. The MATLAB Compiler can generate these kinds of source code:?C source code for building MEXfiles.?C or C++ source code for bining with other modules to form standaloneapplications. Standalone applications do not require MATLAB at runtime。在這次設計過程中，我明顯感覺到自己在許多方面存在不足，譬如，對Word的熟練使用，對MATLAB軟件的應用，對PID控制器的認識，電烤爐的了解等等。李林靜．基于單片機的爐溫控制系統(tǒng)[J]．便用機械，2004,1:5052.在第一章緒論中說明了溫度控制的意義，MATLAB軟件的應用以及在這個方面的發(fā)展趨勢。利用系統(tǒng)辨識出來的轉移函數(shù)，使用MATLAB軟件去做系統(tǒng)仿真。以下為Relay feedback臨界震蕩增益求法 （31）ａ：振幅大小?。洌弘妷褐祱D3－7在線調(diào)整法示意圖 在不知道系統(tǒng)轉移函數(shù)的情況下，以在線調(diào)整法，直接于PID控制器做調(diào)整，亦即PID控制器里的I值與D值設為零，只調(diào)P值讓系統(tǒng)產(chǎn)生震蕩，這時的P值為臨界震蕩增益Ｋv，之后震蕩周期也可算出來，只不過在線調(diào)整實務上與系統(tǒng)仿真差別在于在實務上處理比較麻煩，要在PID控制器輸出信號端在串接電流表，即可觀察所調(diào)出的P值是否會震蕩，雖然比較上一個Relay feedback法是可免除拆裝Relay的麻煩，但是就經(jīng)驗而言在實務上線上調(diào)整法效果會較Relay feedback 差，在線調(diào)整法也可在計算機做出仿真調(diào)出PID值，可是前提之下如果在計算機使用在線調(diào)整法還需把系統(tǒng)轉移函數(shù)辨識出來，但是實務上與在計算機仿真相同之處是PID值求法還是需要用到調(diào)整法則ZieglerNichols經(jīng)驗法則去調(diào)整，與Relay feedback的經(jīng)驗法則一樣，調(diào)出PID值。前提是要由系統(tǒng)辨識出轉移函數(shù)才可以使用波德圖法和根軌跡法，如下圖32所示。 PID參數(shù)整定法概述 PID參數(shù)整定方法1. Relay feedback ：利用Relay 的 onoff 控制方式，讓系統(tǒng)產(chǎn)生一定的周期震蕩，再用ZieglerNichols調(diào)整法則去把PID值求出來。解決的辦法是使克服誤差的作用的變化有些“超前”，即在誤差接近零時，克服誤差的作用就應該是零。 對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)。 當被控對象的結構和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學模型時，控制理論的其他設計技術難以使用，系統(tǒng)得到控制器的結構和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時應用PID最為方便。理論分析和實驗結果表明:電加熱裝置是一個具有自平衡能力的對象，可用二階系統(tǒng)純滯后環(huán)節(jié)來描述。其仿真結果是否可用，取決于數(shù)學模型正確與否，因此要注意數(shù)學模型的極值要準確的輸入系統(tǒng)參數(shù)。 (4) 智能控制器具有變結構的特點。第三類:智能控制方案 智能控制方案是一類無需人的干預就能夠針對控制對象的狀態(tài)自動地調(diào)節(jié)控制規(guī)律以實現(xiàn)控制目標的控制策略?；诂F(xiàn)代控制理論的設計方案是建立在對系統(tǒng)內(nèi)部模型的描述之上的。將模擬控制器轉換成數(shù)字控制器是用離散時間近似方法將一連續(xù)時間系統(tǒng)的控制規(guī)律離散為數(shù)字控制器的控制規(guī)律，其中為確保數(shù)字控制器與模擬控制器的近似，要適當選擇采樣周期。由于計算機具有高速的數(shù)據(jù)運算處理功能和大容量存貯信息的能力，使得此類系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、維護方便、抗干擾能力強， 而且可以采用先進的控制算法以進一步提高控制性能。 第二階段:單元組合式儀表。另一方面也是基于控制實驗室建設的需求，將其用于對實驗電烤箱溫度進行控制，達到調(diào)節(jié)時間短、超調(diào)量為零且穩(wěn)態(tài)誤差在177。MATLAB 第一章 緒論溫度是生產(chǎn)過程和科學實驗中非常普遍而又十分重要的物理參數(shù)。四月份：開始對PID控制器進行實際的設計和開發(fā)，實現(xiàn)在MATLAB的環(huán)境下設計PID控制器的任務。PID控制中一個至關重要的問題，就是控制器三參數(shù)（比例系數(shù)、積分時間、微分時間）的整定。PID控制器（亦稱調(diào)節(jié)器）及其改進型，因此成為工業(yè)過程控制中最為常見的控制器（至今在全世界過程控制中的84%仍是純PID調(diào)節(jié)器，若改進型包含在內(nèi)則超過90%）。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。編號 0814143 畢業(yè)論文 題 目：PID控制系統(tǒng)的設計及仿真（MATLAB） 30畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。PID控制是迄今為止最通用的控制方法，大多數(shù)反饋回路用該方法或其較小的變形來控制。即使在微處理技術迅速發(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控制仍具有很強的生命力。 查找相關PID控制器的應用實例，尤其是溫度控制器的實例，以便完成最終的實際應用環(huán)節(jié)。 controller。在關于溫度控制的絕大部分文獻資料中，控制結果都是有超調(diào)的，而且很多時候超調(diào)量較大，本論文是基于這一特點，研究一種控制方案，將其用于大部分溫控場合，都能達到零超調(diào)，且調(diào)節(jié)時間快，穩(wěn)態(tài)誤差也非常小的理想效果?；厥絻x表一般結構簡單，價格低廉，它們的功能僅限于單回路控制且控制精度低。溫度微機控制系統(tǒng)取代模擬控制系統(tǒng)，克服了其調(diào)節(jié)精度差、可靠性不高的缺點。PID 控制器具有原理簡單、易于實現(xiàn)、適用范圍廣等優(yōu)點。狀態(tài)空間法本質上是一種時域的方法，它不僅描述了系統(tǒng)的外部特性，而且描述和提示了系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)和性能。對于許多結構復雜，隨機干擾因素多而不易獲取對象模型形式的系統(tǒng)，這類方法的使用受到了限制。這是因為人的思維具有非線性，作為模仿人的思維進行決策的智能控制也具有非線性的特點。本論文設計中PID參數(shù)整定用到的是Matlab中SIMULINK,它是一個強大的軟件包，在液壓系統(tǒng)仿真中只需要做數(shù)學模型的推導工作，用SIMULINK對設計好的系統(tǒng)進行仿真，可以預知效果檢驗設計的正確性，未涉及人員提供參考[7]。 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，控制對象各種各樣。PID的問世已有60多年的歷史了，它以其結構簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便，而成為工業(yè)控制主要和可靠的技術工具[10]。 （I）控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差訊號成正比關系。其原因是由于存在較大慣性組件（環(huán)節(jié)）和有滯后的組件，使力圖克服誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。故要求在PID控制中不僅PID參數(shù)的整定不依賴與對象數(shù)學模型，并且PID參數(shù)能夠在線調(diào)整，以滿足實時控制要求。 所以整理出來，調(diào)PID值的方法有在線調(diào)整法、Relay feedback、波德圖法、根軌跡法[11]。圖36 系統(tǒng)震蕩特性曲線　 Step 4:取得Tu及a，帶入公式31，計算出Ｋu。 所以PID控制器加入系統(tǒng)后往往先根據(jù)ZieglerNichols第二個調(diào)整法則調(diào)整PID值，然后再微調(diào)PID值至合乎規(guī)格為止。由于PID 控制器具有原理簡單、易于實現(xiàn)、適用范圍廣等優(yōu)點，所以在本設計中對于電烤箱的溫控系統(tǒng)我們選擇PID進行控制。 [9]尤其是對于PID控制器的設計和應用，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)設計和建立中借助好的軟件包的重要性及未來的發(fā)展趨勢。 environment is well suited to rapid prototyping and application development. The interactive programming environment, builtin math functions, toolboxes, editing and debugging tools, and deployment options all contribute to reducing your overall development time. By using the builtin math functions and the many specialized functions contained within our toolboxes, MATLAB can significantly reduce the time it takes you to develop prototypes. In addition to integrated editing and debugging tools, MATLAB provides a performance profiler to help you further optimize your code when programming in MATLAB.Building applications around plex algorithms and graphics is easier than ever with the GUI builder, GUIDE. GUIDE was redesigned in MATLAB 6 to save you time. It offers all the drag and drop interface options you would expect, such as text boxes, radio buttons, check boxes, listboxes, sliders, popup menus, frames and more. 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