【正文】 的某一個(gè)事件發(fā)生時(shí)，MATLAB內(nèi)部機(jī)制允許的自動(dòng)調(diào)用的函數(shù)，常用的回調(diào)函數(shù)包括: CloseRequestF 關(guān)閉窗口時(shí)響應(yīng)函數(shù)； KeyPressF鍵盤鍵按下時(shí)響應(yīng)函數(shù)； WindowButtonDownF鼠標(biāo)鍵按下時(shí)響應(yīng)函數(shù)； WindowButtonMotionF鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)響應(yīng)函數(shù)； WindowButtonUpF鼠標(biāo)鍵釋放時(shí)響應(yīng)函數(shù)； CreateF和DeleteF建立和刪除對(duì)象時(shí)響應(yīng)函數(shù)； CallBack對(duì)象被選中時(shí)回調(diào)函數(shù)等。 這些回調(diào)函數(shù)有的是針對(duì)窗口而言的，還有的是對(duì)具體控件而言的，學(xué)會(huì)了回調(diào)函數(shù)的編寫將有助于高效編寫MATLAB圖形用戶界面程序。 前面給出了窗口的常用屬性，其實(shí)每個(gè)控件也有各種各樣的屬性，下面列各個(gè)控件通用的常用屬性。 Units與Position屬性 其定義與窗口定義是一致的，這里就不加敘述了，但應(yīng)該注意一點(diǎn)，這里的位置是針對(duì)該窗口左下角的，而不是針對(duì)屏幕的。 String屬性 用來標(biāo)注在該控件上的字符串，一般起說明作用或提示。Ca1lBack屬性 此屬性是圖形界面設(shè)計(jì)中最重要的屬性，它是連接程序界面整個(gè)程序系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)性功能的紐帶。該屬性值應(yīng)該為一個(gè)可以直接求值的字符串，在該對(duì)象被選中和改變時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)地對(duì)對(duì)字符串進(jìn)行求值。一般地，在該對(duì)象被處理時(shí)經(jīng)常調(diào)用一個(gè)函數(shù)，亦即回調(diào)函數(shù)。 Enable屬性 表示此控件的使能狀態(tài)，如果設(shè)置為‘on’則表示此控件可以選擇，為‘off ’不可選。 CData屬性 真色彩位圖，為三維數(shù)組型，用于將真色彩圖形標(biāo)注到控件上，使得界面看起來更加形象和豐富多彩。 Tooltip String屬性 提示信息顯示，為字符串型。當(dāng)鼠標(biāo)指針位于此控件上時(shí)，不管是否按下鼠標(biāo)鍵，都將顯示提示信息。該屬性也是MATLAB 。Interruptable屬性 可選擇的值為‘on’和‘off39。，表示當(dāng)前的回調(diào)函數(shù)在執(zhí)行時(shí)是否允許中斷，去執(zhí)行其它的回調(diào)函數(shù)。 PID工具箱的制作過程按照下面的草圖設(shè)計(jì)出所需的PID控制器界面。 其中A區(qū)是控制其類型的選擇框，在該框中可以選擇不同的控制其類型。B區(qū)中用戶可以選擇不同的控制器準(zhǔn)則。C中包含了控制器的不同的整定方法。D區(qū)中是獲得FOLPD模型的不同途徑選擇項(xiàng)。E區(qū)是閉環(huán)仿真之后的系統(tǒng)的階躍響應(yīng)顯示區(qū)。F區(qū)是FOLPD獲得后的K,L,T的值顯示區(qū)。 按鈕1為模型的輸入按鈕，按下它之后彈出一個(gè)模型輸入的對(duì)話框。按鈕2是允許用戶通過單擊它彈出來修改已經(jīng)輸入的模型。按鈕3是進(jìn)行降階模型操作的,通過它可以獲得降階后的FOLPD模型的K,L,T值。按鈕4的功能是設(shè)計(jì)不同的控制器。按鈕5是用于顯示控制器的，按下它之后其值在一個(gè)彈出的窗口中顯示。按鈕6的功能是完成閉環(huán)系統(tǒng)的仿真幷顯示該系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。按鈕7是一個(gè)用于保持當(dāng)前圖形的，它用于不同的系統(tǒng)之間的響應(yīng)曲線的比較。按鈕8是調(diào)節(jié)仿真時(shí)間的，通過它可以任意調(diào)節(jié)合適的仿真時(shí)間。 接下來把各個(gè)按鈕的屬性按所需的要求進(jìn)行設(shè)置，并通過menu editor的操作對(duì)每一個(gè)按鈕的各項(xiàng)功能進(jìn)行設(shè)置，加入所需的子菜單。通過每個(gè)控件的回調(diào)函數(shù)的寫入后，經(jīng)調(diào)試就可以得到所需要的PID工具箱。 該P(yáng)ID工具箱采用MATLAB的圖形用戶界面設(shè)計(jì)工具GUIDE來進(jìn)行圖形界面設(shè)計(jì)，它的文件類型有兩種，即m文件和fig文件，另外閉環(huán)仿真應(yīng)用了Simulink模型圖進(jìn)行仿真。 每個(gè)fig文件有一個(gè)對(duì)應(yīng)的m文件，fig文件包含了界面控件元素的信息，由系統(tǒng)自動(dòng)管理，對(duì)應(yīng)的m文件包含界面控件元素的回調(diào)函數(shù)，由用戶自行編寫。 除了與用戶界面有關(guān)的m文件和fig文件外，還需要自編一些功能函數(shù)。幫助說明信息需編寫Html文檔。 PID控制器能從各個(gè)方面提高系統(tǒng)的性能，包括提高穩(wěn)定性及響應(yīng)速度，減少超調(diào)及穩(wěn)態(tài)誤差等方面，而且還可以根據(jù)系統(tǒng)和指標(biāo)要求靈活地選擇P, PI, PD,PID各種控制方式。PID控制器發(fā)展起來得最早，在生產(chǎn)過程的發(fā)展進(jìn)程中，PID控制歷史最久、生命力最強(qiáng)。因?yàn)檫@種控制具有簡單的控制結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用時(shí)易于整定，所以在工業(yè)控制系統(tǒng)中有著最規(guī)范和廣泛的應(yīng)用。 PID控制器應(yīng)用廣泛，形式多種多樣，發(fā)展悠久，針對(duì)PID控制器及其各種結(jié)構(gòu)形式有許多專家學(xué)者提出了多種多樣的實(shí)用的整定方法，在《PI and PIDController Tuning Rules》一書中提供了相當(dāng)多的整定規(guī)則，本論文介紹的工具箱就是以它為藍(lán)本的，工具箱的設(shè)計(jì)采用圖形用戶界面工具，大大提高了工作效率，所設(shè)計(jì)的工具箱還可以進(jìn)一步改進(jìn)和擴(kuò)充。 第五章 總結(jié)與展望 目前，PID控制在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，成效顯著，但在實(shí)踐中仍需不斷完善，以優(yōu)化控制方式，滿足不同條件下的過程控制。同時(shí)，隨著先進(jìn)控制系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，PID控制與其它控制系統(tǒng)相互并存，優(yōu)勢互補(bǔ)，是必然趨勢，這就要求工程技術(shù)人員拓寬知識(shí)面，提高學(xué)習(xí)能力，以適應(yīng)新技術(shù)的挑戰(zhàn)。 由于PID控制器應(yīng)用廣泛，整定方法多種多樣，整定規(guī)則越來越龐雜，PID工具箱的設(shè)計(jì)必將會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展。MATLAB為減輕制作人員工作負(fù)擔(dān)，提供了一個(gè)交互式制作用戶界面的工具，從MATLAB自身而言，界面設(shè)計(jì)工具隨版本變化很大，隨著版本的不斷升級(jí)，PID工具箱的制作會(huì)越來越方便與快捷。致謝 本人所做的課題和論文得到了任琦梅老師的支持和悉心的指導(dǎo)，在PID工具箱的設(shè)計(jì)過程中任琦梅老師給予了籌劃和布局，特別是在界面設(shè)計(jì)和模型降階優(yōu)化算法的整定是得到了她的大力支持。另外，在模型顯示函數(shù)的編寫中，關(guān)于文本字符串的顯示及畫直線等是在任琦梅老師的指導(dǎo)下完成的。在論文的寫作過程中盧明老師的熱心幫助并給出了一些具體操作和寶貴的建議，同時(shí)在平時(shí)的工作學(xué)習(xí)中和曹延杰，成林等進(jìn)行了深入的探討。另外，哈工大的薛定宇教授給予了資料上的大力支持，在此表示忠心的感謝。 在此對(duì)以上老師和同學(xué)表示深深的謝意。最后，感激養(yǎng)育和關(guān)心自己的父母，祝他們身體健康，天天幸福。參考文獻(xiàn)、陳陽泉，基于MATLAB/Simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用[M]，北京: 清華大學(xué)出版社，2002, 181，反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析一MATLAB語言應(yīng)用[MI，北京:清華大 學(xué)出版社，2000，先進(jìn)PID控制及其MATLAB仿真[M]，北京:電子工業(yè)出版社，2003，過程控制〔M]，北京:清華大學(xué)出版社，199陳陽泉，高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的MATLAB求解〔M]，北京:清華大學(xué)出版社，2004 ( )，MATLAB教程:〔MI，北京:北京航空航天大學(xué)出版社，200李娜，MATLAB仿真技術(shù)與應(yīng)用[MI，北京:清華大學(xué)出版社，2003，MATLAB應(yīng)用接口編程[M]，北京:電子工業(yè) 出版社，200曾玉紅、劉慧芳，PID調(diào)節(jié)器的仿真研究[J]，海淀走讀大學(xué)學(xué)報(bào)，2004年第1期(總第65期)、黃健、段麗華，PID控制技術(shù)與應(yīng)用〔J]，哈爾濱師范大學(xué)自然科學(xué) 學(xué)報(bào)，2004，第20卷，第2期、沈少萍，PID控制的應(yīng)用與理論依據(jù)〔JJ，控制工程，2003，第10卷，第I期、李平，淺析PID參數(shù)整定[J]，自控工程設(shè)計(jì)，中國儀器儀表，2002,、洪健、蘇文彬，用MATLAB實(shí)現(xiàn)PID控制器的整定〔J]，福建電腦，2002年第9期附錄：通過該函數(shù)的調(diào)用可輕易的完成動(dòng)態(tài)特性參試法的整定方法： function [Gc,Kp,Ti,Td,H]=ziegler(key,vars)%ZIEGLER designs a PID controller using ZieglerNichols algorithm.% %[Gc,Kp,Ti,Td,H]=ziegler(key,vars) % where key=1,2,3 for P, PI and PID.% vars are given inputs describing the plant model using a FOPDT model.% Gc is the controller, % Kp, Ti, Td are for the parameters in PID,% H returns the feedback model if D is required in feedback path.%% See Also: CHRPID, RZIEGLER, OPTPID, COHENPID%Designed by Professor Dingyu Xue%Northeastern University, Shenyang 110004, P R China%first drafted in 1995, revised for LFC book, 2002Ti=[]。 Td=[]。 if length(vars)==4, K=vars(1)。 L=vars(2)。 T=vars(3)。 N=vars(4)。 a=K*L/T。 if key==1, Kp=1/a。 elseif key==2, Kp=。 Ti=*L。 elseif key==3 | key==4 Kp=。 Ti=2*L。 Td=L/2。 endelseif length(vars)==3, K=vars(1)。 Tc=vars(2)。 N=vars(3)。 if key==1, Kp=*K。 elseif key==2, Kp=*K。 Ti=*Tc。 elseif key==3 | key==4 Kp=*K。 Ti=*Tc。 Td=*Tc。 endelseif length(vars)==5, K=vars(1)。 Tc=vars(2)。 rb=vars(3)。 N=vars(5)。 pb=pi*vars(4)/180。 Kp=K*rb*cos(pb)。 if key==2, Ti=Tc/(2*pi*tan(pb))。 elseif key==3 | key==4 Ti=Tc*(1+sin(pb))/(pi*cos(pb))。 Td=Ti/4。 endend[Gc,H]=writepid(Kp,Ti,Td,N,key)。cohenpid()來實(shí)現(xiàn)CohenCoon PID整定算法function [Gc_Sys,H_Sys,Kp,Ti,Td]=cohen_pid(key,vars)Ti=0。 Td=0。 K=vars(1)。 L=vars(2)。 T=vars(3)。 N=vars(4)。 a=K*L/T。 tau=L/(L+T)。 switch keycase 1, Gc_Sys=tf((1+*tau/(1tau))/a,1)。 H_Sys=[]。case 2, Kp=*(1+*tau/(1tau))/a。 Ti=(*tau)*L/(1+*tau)。 Gc_Sys=tf(Kp*[Ti,1],[Ti,0])。 H_Sys=[]。case {3,4} Kp=*(1+*tau/(1tau))/a。 Ti=(*tau)*L/(*tau)。 Td=*(1tau)*L/(*tau)。 if key==3 dd=Ti*[Td/N,1,0]。 nn=[Kp*Ti*Td*(N+1)/N, Kp*(Ti+Td/N), Kp]。 Gc_Sys=tf(nn,dd)。 H_Sys=[]。 elseif key==4 d0=sqrt(Ti*(Ti4*Td))。 Ti0=Ti。 Kp=*(Ti+d0)*Kp/Ti。 Ti=*(Ti+d0)。 Td=Ti0Ti。 Gc_Sys=tf(Kp*[Ti,1],[Ti,0])。 nH=[(1+Kp/N)*Ti*Td, Kp*(Ti+Td/N), Kp]。 dH=Kp*conv([Ti,1],[Td/N,1])。 H_Sys=tf(nH,dH)。 endcase 5 Kp=*(1+*tau/(1tau))/a。 Td=(*tau)*L/(*tau)。 dd=[Td/N,1]。 nn=Kp*[Td*(N+1)/N, 1]。 Gc_Sys=tf(nn,dd)。 H_Sys=[]。end