【正文】 tAs technology advances, in the control system is the mon was charged with the temperature parameters, and use MATLAB to these controlled parameter control has bee the mainstream of today. In the design of the PID controller, parameters setting is the most important of all, with the rapid development of puter technology, the PID parameters setting by some of the most advanced software, at present of widely used MATLAB simulation system this design is based on the software main use Relayfeedback method, online synthesis and system identification method to study the PID controller design method, design a temperature control system of the PID controller, and through the virtual oscilloscope MATLAB observation system perfect in order after the jump a signal output waveform key pared with or without interference signals from when the response curve antiinterference, by paring get to join jamming signal, the system of interference signals can be good, be suppressed, join in the system is a jamming signal necessary and feasible.Keywords: PID parameter setting。2．本選題的研究動(dòng)態(tài)和自己的見解PID調(diào)節(jié)器從問(wèn)世至今已歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，在這幾十年中，人們?yōu)樗陌l(fā)展和推廣做出了巨大的努力，使之成為工業(yè)過(guò)程控制中主要的和可靠的技術(shù)工具。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。整定的好壞不但會(huì)影響到控制質(zhì)量，而且還會(huì)影響到控制器的魯棒性。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，為了高效地進(jìn)行生產(chǎn)，必須對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程中的主要參數(shù)，如溫度、壓力、流量、速度等進(jìn)行有效的控制，其中溫度控制在生產(chǎn)過(guò)程中占有相當(dāng)大的比例。隨著大型工業(yè)企業(yè)的出現(xiàn)，生產(chǎn)向綜合自動(dòng)化和集中控制的方向發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)基地式儀表的結(jié)構(gòu)不夠靈活，不如將儀表按功能劃分，制定若干種能獨(dú)立完成一定功能的標(biāo)準(zhǔn)單元，各單元之間以規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)相互聯(lián)系，這樣儀表的精度可以提高。數(shù)字控制器的參數(shù)整定方法有擴(kuò)充臨界比例度法和擴(kuò)充響應(yīng)曲線法等。它避開了建立精確的數(shù)學(xué)模型和用常規(guī)控制理論進(jìn)行定量計(jì)算與分析的困難性。第二章 被控對(duì)象及控制策略控制系統(tǒng)意味著通過(guò)它可以按照所希望的方式保持和改變機(jī)器、結(jié)構(gòu)或其他設(shè)備內(nèi)任何感興趣或可變化的量。即當(dāng)我們不完全了解系統(tǒng)和被控對(duì)象，或不能通過(guò)有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)的參數(shù)的時(shí)候，便最適合用PID控制技術(shù)。這就是說(shuō)，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“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例加微分的控制器，就能夠提前使克服誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)數(shù)，從而避免了被控制量的嚴(yán)重的沖過(guò)頭。圖32 由系統(tǒng)辨識(shí)法辨識(shí)出轉(zhuǎn)移函數(shù) 在一般實(shí)際系統(tǒng)中，往往因?yàn)檫^(guò)程系統(tǒng)轉(zhuǎn)移函數(shù)要找出，之后再利用系統(tǒng)仿真找出PID值，但是也有不需要找出轉(zhuǎn)移函數(shù)也可調(diào)出PID值的方法，以下一一介紹。由于本設(shè)計(jì)中PID參數(shù)的整定主要是基于系統(tǒng)辨識(shí)及ZieglerNichols調(diào)整法則，所以在此不用波德圖法及根軌跡法。[10] 張春鵬. [M].2011(2)4548.[11] 呂劍虹,[J].中國(guó)電機(jī)學(xué)報(bào),1999(1)1618.致 謝 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的不斷努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于如期完成。they can run even if MATLAB is not installed on the enduser’s system.?C code Sfunctions for use with Simulink174。MATLAB是最有生產(chǎn)力的發(fā)展環(huán)境，用于創(chuàng)建科學(xué)和工程應(yīng)用，因?yàn)樗峁┝藦?qiáng)大的工具，每一步的過(guò)程中，以降低您的整體開發(fā)時(shí)間。特別是，mcc m或mcc –p引導(dǎo)mbuild進(jìn)行匯編和鏈接。可是當(dāng)前幾乎所有的COM應(yīng)用都是在Windows 操作系統(tǒng)下。2. 熟悉掌握PID控制，選擇合適的方案利用PID控制設(shè)計(jì)一個(gè)溫控系統(tǒng)。 ? 調(diào)用微軟接口定義語(yǔ)言（MIDL）編譯器 ? 調(diào)用資源編譯器 ? 指定DEF文件 使用mbuild選項(xiàng)，您可以啟用自動(dòng)注冊(cè)的COM兼容的DLL。C++對(duì)象是對(duì)于實(shí)際問(wèn)題的一種抽象，是軟件開發(fā)的一種手段。區(qū)別C + +與MatlabMATLAB的運(yùn)算轉(zhuǎn)化為C + +的程序往往是基于MATLAB和C + +是有很多相同點(diǎn)的。 構(gòu)建應(yīng)用程序在復(fù)雜算法和圖形是比以往更容易與圖形用戶界面生成，指導(dǎo)。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(guò)了一個(gè)又一個(gè)障礙，順利地完成了畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)工作。 上表32解法可有以下2種：解一：如下圖313中可先觀察系統(tǒng)特性曲線圖，辨識(shí)出a值。 PID調(diào)整方式PID調(diào)整方式有轉(zhuǎn)移函數(shù)無(wú)轉(zhuǎn)移函數(shù)系統(tǒng)辨識(shí)法波德圖根軌跡Relay feedback在線調(diào)整圖31 PID調(diào)整方式 如圖32所示PID調(diào)整方式分為有轉(zhuǎn)函數(shù)和無(wú)轉(zhuǎn)移函數(shù)，一般系統(tǒng)因?yàn)椴恢D(zhuǎn)移函數(shù)，所以調(diào)PID值都會(huì)從Relay feedback和在線調(diào)整去著手。 （D）控制 在微分控制中，控制器的輸出和輸入誤差訊號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。 給定輸入階躍信號(hào) 250℃，用溫度計(jì)測(cè)量電烤箱的溫度，每半分鐘采一次點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表 21： 表 21 烤箱模型的溫度數(shù)據(jù)時(shí)間t(m)0溫度T(℃)20315278104126148168182198210225238250 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的烤箱溫度數(shù)據(jù) CohnCoon公式如下： (22)△M系統(tǒng)階躍輸入；△C系統(tǒng)的輸出響應(yīng) △C時(shí)的時(shí)間（分） △C時(shí)的時(shí)間（分）從而求得K=, T=144s ,τ =30s 所以電烤箱模型為： 控制策略 將感測(cè)與轉(zhuǎn)換輸出的訊號(hào)與設(shè)定值做比較，用輸出信號(hào)源（210V或420mA）去控制最終控制組件。其中包括：一般數(shù)據(jù)分析、矩陣運(yùn)算、數(shù)字信號(hào)處理、建模和系統(tǒng)控、制和優(yōu)化等應(yīng)用程序，并將應(yīng)用程序和圖形基于便于使用的集成環(huán)境中，在此環(huán)境下所接問(wèn)題的Matlab語(yǔ)言表達(dá)形式和其數(shù)學(xué)表達(dá)形式相同，不需要按傳統(tǒng)的方法編程并能夠進(jìn)行并能夠進(jìn)行高效率和富有創(chuàng)造性的計(jì)算，同時(shí)提供了與其他高級(jí)語(yǔ)言的接口，是科學(xué)研究和工程應(yīng)用必備的工具。該方法理論嚴(yán)謹(jǐn)，控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題可以嚴(yán)格證明，性能指標(biāo)能定量分析，得到的控制品質(zhì)較好。 數(shù)字控制器的間接設(shè)計(jì)方案是一種根據(jù)模擬設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)換而來(lái)的設(shè)計(jì)方案。四十年代初，當(dāng)時(shí)由于石油、化工、電力等工業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要，出現(xiàn)了將測(cè)量、記錄、調(diào)節(jié)儀表組裝在一個(gè)表殼里的基地式儀表。在PID控制器的設(shè)計(jì)中，參數(shù)整定是最為重要的,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)PID參數(shù)的整定大多借助于一些先進(jìn)的軟件，目前得到廣泛應(yīng)用的MATLAB仿真系統(tǒng)本設(shè)計(jì)就是借助此軟件主要運(yùn)用Relayfeedback法，線上綜合法和系統(tǒng)辨識(shí)法來(lái)研究PID控制器的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)一個(gè)溫控系統(tǒng)的PID控制器，并通過(guò)MATLAB中的虛擬示波器觀察系統(tǒng)完善后在階躍信號(hào)下的輸出波形，重點(diǎn)比較了在有無(wú)干擾信號(hào)時(shí)所得響應(yīng)曲線的抗干擾性，通過(guò)比較得到，在加入干擾信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)的干擾信號(hào)能較好的得到抑制，在系統(tǒng)中加入干擾信號(hào)是很有必要的，也是可行的。為了達(dá)到最佳的控制效果，我們?cè)陂]環(huán)系統(tǒng)的中間加入PID控制器并通過(guò)調(diào)整PID參數(shù)來(lái)改造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特性，使其達(dá)到理想的控制效果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。論文的主要內(nèi)容、基本要求及其主要的研究方法：本次課題的主要內(nèi)容是通過(guò)對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)一個(gè)基于MATLAB技術(shù)的PID控制器設(shè)計(jì)，并能最終將其應(yīng)用于一項(xiàng)具體的控制過(guò)程中。準(zhǔn)確地測(cè)量和有效地控制溫度是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和安全生產(chǎn)的重要條件。在使用中可根據(jù)需要，選擇一定的單元，積木式地把儀表組合起來(lái)，構(gòu)成各種復(fù)雜程度不同的自動(dòng)控制系統(tǒng)，這種積木式的儀表就稱為單元組合式儀表[2]。數(shù)字控制器的直接設(shè)計(jì)方案是根據(jù)對(duì)象的離散數(shù)學(xué)模型直接設(shè)計(jì)數(shù)字控制器的方法。它實(shí)質(zhì)上是一種無(wú)模型控制方案，即在不需要知道對(duì)象精確模型的情況下，通過(guò)自身的調(diào)節(jié)作用，使實(shí)際響應(yīng)曲線逼近理想響應(yīng)曲線。控制系統(tǒng)同時(shí)是為了使被控制對(duì)象達(dá)到預(yù)定的理想狀態(tài)而實(shí)施的。、積分、微分 21 比例電路 （23） 2 積分器22 積分電路 （24） 3 微分器23 微分控制電路 （25） 實(shí)際中也有PI和PD控制器。所以對(duì)于有較大慣性和滯后的被控對(duì)象，比例加微分（PD）的控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性。 Relay feedback調(diào)整法圖33 Relay feedback調(diào)整法 如上圖33所示，將PID控制器改成Relay，利用Relay的OnOff控制，將系統(tǒng)擾動(dòng)，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（Tu及Ｋu），在用下表31的ZieglerNichols第一個(gè)調(diào)整法則建議PID調(diào)整值，即可算出該系統(tǒng)之Ｋp、Ti、Tv之值。 仿真結(jié)果及分析 以下就是在Simulink中創(chuàng)建的用 PID算法控制電烤箱溫度的結(jié)構(gòu)圖：314 電烤箱PID控制系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)圖在圖中的PID模塊中對(duì)三個(gè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，在Transport Delay模塊中設(shè)定滯后時(shí)間30秒。從拿到設(shè)計(jì)題目到最后成設(shè)計(jì)并定稿，其間經(jīng)歷了翻閱相關(guān)資料、熟悉基礎(chǔ)知識(shí)、學(xué)習(xí)鞏固MATLAB軟件的使用，到開始寫論文以及最后的修改和裝訂成冊(cè)這幾個(gè)階段。.?C shared libraries (dynamically linked libraries, or DLLs, on Microsoft Windows) and C++ static libraries. These can be used without MATLAB on the enduser’s system.?Excel patible plugins?COM (Component Object Model) objects.Differences Between C++ and MATLABMost MATLAB expressions translate into C++ with no effort — very often the MATLAB and C++ are identical. There are some differences in syntax, of course, but it is important to realize that the C++ interface is substantially the same as the Mfile interface.Introducing