【導(dǎo)讀】器的設(shè)計(jì)上有了更大的靈活性，一些原來在模擬PID控制器中無法實(shí)現(xiàn)的問題，法，形成非標(biāo)準(zhǔn)的控制算法，改善系統(tǒng)品質(zhì)，滿足不同控制系統(tǒng)的需要。通過對(duì)數(shù)字PID控制器的認(rèn)知，本文分析了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中最常。通過MATLAB仿真，與普通PID算法進(jìn)行了比較，并得到了較好的效。總結(jié)了幾種抗積分飽和的方法，并提出了自己的看法。

　　

【正文】 25 5 結(jié)論 上述三種方法都能有效地克服積分飽和現(xiàn)象，前兩種算法比較簡(jiǎn)單。而變速積分 PID 控制算法稍為復(fù)雜。我個(gè)人認(rèn)為在 PID 的位置算法中，除了對(duì)控制量的限制外。對(duì)控制量的變化率的限制 (即執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作速度滯后 PID 的實(shí)際輸出控制量的變化率 )也會(huì)引起飽和 ，同時(shí)還會(huì)很容易產(chǎn)生超調(diào)?？梢圆捎貌恢苯訉?duì)階躍信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)，而使輸入指令信號(hào)一步一步地逼近所要求的階躍信號(hào)，使對(duì)象運(yùn)行平穩(wěn)，不過此方法的響應(yīng)可能會(huì)比較慢，但是階躍信號(hào)還是比較穩(wěn)定的，具體方法 還 有待 認(rèn)真的 學(xué)習(xí) 和 考究。 浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)論文 26 致 謝 經(jīng)過三個(gè)月的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，我在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，加深了 PID控制器的了解，并對(duì)它的各種算法有了更深的認(rèn)識(shí)，同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中掌握了如何使用MATLAB。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅鞏固了大學(xué)四年所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)，并且使我在理論與實(shí)際結(jié)合方面的能力 有了提高。另一方面，我嘗試了 MATLAB 語(yǔ)言，其功能的強(qiáng)大，給設(shè)計(jì)工作帶來了很大的幫助。從模型的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、仿真到順利完成，我查閱了大量的有關(guān)資料，得到了樊慧麗老師的悉心指導(dǎo)，在此深表感謝！ 在本次 PID 控制算法的設(shè)計(jì)過程中，說到出現(xiàn)積分飽和效應(yīng)，我深深地體會(huì)到參數(shù)設(shè)定的重要性，針對(duì)不同的實(shí)際控制必須要設(shè)定好相應(yīng)的參數(shù)才能得到比較好的結(jié)果。 在設(shè)計(jì)過程中，我盡力把各種算法弄懂，但由于時(shí)間的倉(cāng)促和自身能力的有限，最終只能了解了上述中的算法，其他算法有待別的時(shí)間繼續(xù)努力，希望各位老師、同學(xué)批評(píng)指正。最后，還要對(duì) 在設(shè)計(jì)過程中幫助過我的樊慧麗老師表示感謝！ 浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)論文 27 參考文獻(xiàn) [1].吳宏鑫 ,沈少萍 . PID 控制的應(yīng)用與理論依據(jù) [J] . 控制工程 ,2021 ,10. [2].劉金琨 .先進(jìn) PID控制 MATLAB 仿真 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,. [3].周春暉 . 化工過程控制原理 (第二版 ) [M] . 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,1998. [4].胡礫元 ,時(shí)銘顯 ,周力行 ,張健 . 旋風(fēng)分離器三維強(qiáng)旋湍流流動(dòng)的數(shù)值模擬[J]. 清華大學(xué)學(xué)報(bào) : 自然科學(xué)版 ,2021,44(11):1501 1508. [5].Astr202。m KJ ,H190。 gglund T. Revisiting the ziegler2nichols step responsemethod for PID control [J] . Journal of Process Control ,2021 ,14 (6) :6352650. [6].徐大誠(chéng)等編著 . 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及應(yīng)用 [M]. 北京 :高等教育出版社 , 2021 [7].諸靜 .模糊控制原理與應(yīng)用 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 [8].黃國(guó)建，虞平良，曾芬芳 . 微 型計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù) [M]. 上海交通大學(xué)出版社，1995. [9].Commuri S., Lewis F L..CMAC Networks for Control of Nonlinear Dynamic System: and ,1997,33(4):635 ~641. [10].胡壽松 . 自動(dòng)控制原理（第 4版） [M]. 科學(xué)出版社 , 2021， 8. [11].黃文梅，楊勇，熊桂林 . 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) — MATLAB 語(yǔ)言及應(yīng)用 [M]. 國(guó)防科技大學(xué)出版社 ,2021 [12].謝仕宏 .MATLAB R2021 控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真實(shí)例教程 [M].北京化學(xué)工業(yè)出版社， 浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)論文 28 附錄 1 部分仿真源程序 1） 積分分離 PID 控制算法 仿真 源 程序： clear all。 ts=20。 sys=tf([1],[60,1],39。inputdelay39。,80)。 dsys=c2d(sys,ts,39。zoh39。)。 [num,den]=tfdata(dsys,39。v39。)。 u_1=0。u_2=0。u_3=0。u_4=0。u_5=0。 y_1=0。y_2=0。y_3=0。 error_1=0。error_2=0。 ei=0。 for k=1:1:200 time(k)=k*ts。 yout(k)=den(2)*y_1+num(2)*u_5。 rin(k)=40。 error(k)=rin(k)yout(k)。 ei=ei+error(k)*ts。 M=2。 if M==1 if abs(error(k))=30amp。abs(error(k))=40 beta=。 elseif abs(error(k))=20amp。abs(error(k))=30 beta=。 elseif abs(error(k))=10amp。abs(error(k))=20 beta=。 else beta=。 end elseif M==2 beta=。 end kp=。 ki=。 kd=。 u(k)=kp*error(k)+kd*(error(k)error_1)/ts+beta*ki*ei。 if u(k)=110 u(k)=110。 end if u(k)=110 u(k)=110。 end u_5=u_4。u_4=u_3。u_3=u_2。u_2=u_1。u_1=u(k)。 浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)論文 29 y_3=y_2。y_2=y_1。y_1=yout(k)。 error_2=error_1。 error_1=error(k)。 end 2）抗積分飽和 PID 控制算法 仿真 源 程序： clear all。 ts=。 sys=tf(,[1,0])。 dsys=c2d(sys,ts,39。z39。)。 [num,den]=tfdata(dsys,39。v39。)。 u_1=。u_2=。u_3=。 y_1=0。y_2=0。y_3=0。 x=[0,0,0]39。 error_1=0。 um=6。 kp=。ki=。kd=。 rin=30。 for k=1:1:800 time(k)=k*ts。 u(k)=kp*x(1)+kd*x(2)+ki*x(3)。 if u(k)=um u(k)=um。 end if u(k)=um u(k)=um。 end yout(k)=den(2)*y_1den(3)*y_2den(4)*y_3+num(2)*u_1+num(3)*u_2+num(4)*u_3。 error(k)=rinyout(k)。 M=2。 if M==1 if u(k)=um if error(k)0 alpha=0。 else alpha=1。 end elseif u(k)=um if error(k)0 alpha=1。 else alpha=0。 end 浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)論文 30 else alpha=1。 end elseif M==2 alpha=1。 end u_3=u_2。u_2=u_1。u_1=u(k)。 y_3=y_2。y_2=y_1。y_1=yout(k)。 error_1=error(k)。 x(1)=error(k)。 x(2)=(error(k)error_1)/ts。 x(3)=x(3)+alpha*error(k)*ts。 xi(k)=x(3)。 end 3）變速積分 PID 控制算法 仿真 源 程序： clear all。 close all。 ts=20。 sys=tf([1],[60,1],39。inputdelay39。,80)。 dsys=c2d(sys,ts,39。zoh39。)。 [num,den]=tfdata(dsys,39。v39。)。 u_1=0。u_2=0。u_3=0。u_4=0。u_5=0。 y_1=0。y_2=0。y_3=0。 error_1=0。error_2=0。 ei=0。 for k=1:1:200 time(k)=k*ts。 rin(k)=。 %Step Signal %Linear model yout(k)=den(2)*y_1+num(2)*u_5。 error(k)=rin(k)yout(k)。 kp=。kd=12。ki=。 A=。B=。 ei=ei+(error(k)+error_1)/2*ts。 M=2。 if M==1 %Changing integration rate if abs(error(k))=B f(k)=1。 elseif abs(error(k))Bamp。abs(error(k))=A+B f(k)=(Aabs(error(k))+B)/A。 else f(k)=0。 end 浙江萬里學(xué)院本科畢業(yè)論文 31 elseif M==2 %Not changing integration rate f(k)=1。 end u(k)=kp*error(k)+kd*(error(k)error_1)/ts+ki*f(k)*ei。 if u(k)=10 u(k)=10。 end if u(k)=10 u(k)=10。 end u_5=u_4。u_4=u_3。u_3=u_2。u_2=u_1。u_1=u(k)。 y_3=y_2。y_2=y_1。y_1=yout(k)。 error_2=error_1。 error_1=error(k)。 end