基于matlab仿真的pid控制器設計畢業(yè)設計-在線瀏覽
2024-08-03 05:43本頁面
【正文】 ...........29 控制組件 ..............................................................................................................................30 油冷卻機系統(tǒng)之系統(tǒng)辨識 .....................................................................................................31 油冷卻機系統(tǒng)的 PID 參數(shù)整定 ............................................................................................33結 論 ......................................................................................................................................................40致 謝 .....................................................................................................................................................41參考 文獻 .............................................................................................................................................42第一章 緒 論 課題來源及 PID 控制簡介 課題的來源和意義任何閉環(huán)的控制系統(tǒng)都有它固有的特性，可以有很多種數(shù)學形式來描述它，如微分方程、傳遞函數(shù)、狀態(tài)空間方程等。本設計就是借助此軟件主要運用 Relayfeedback 法，線上綜合法和系統(tǒng)辨識法來研究 PID 控制器的設計方法，設計一個溫控系統(tǒng)的 PID 控制器，并通過 MATLAB 中的虛擬示波器觀察系統(tǒng)完善后在階躍信號下的輸出波形。PID 控制器（亦稱調(diào)節(jié)器）及其改進型因此成為工業(yè)過程控制中最常見的控制器 (至今在全世界過程控制中用的 84%仍是純 PID 調(diào)節(jié)器，若改進型包含在內(nèi)則超過 90%)?；?MATLAB 仿真的 PID 控制器設計摘 要本論文以溫度控制系統(tǒng)為研究對象設計一個 PID 控制器。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。在 PID 控制器的設計中，參數(shù)整定是最為重要的 ,隨著計算機技術的迅速發(fā)展，對PID 參數(shù)的整定大多借助于一些先進的軟件，例如目前得到廣泛應用的 MATLAB 仿真系統(tǒng)。 關鍵詞： PID 參數(shù)整定 ；PID 控制器 ；MATLAB 仿真；冷卻機；Design of PID Controller based on MATLABAbstractThis paper regards temperature control system as the research object to design a pid controller. Pid control is the most mon control method up until now。但這樣的系統(tǒng)如果不做任何的系統(tǒng)改造很難達到最佳的控制效果，比如快速性穩(wěn)定性準確性等。 PID 控制簡介當今的自動控制技術都是基于反饋的概念。測量關心的變量，與期望值相比較，用這個誤差糾正調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的響應。 PID 控制器簡單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應用最為廣泛的控制器。其輸入 e (t) 與輸出 u (t) 的關系為公式（11） 公式（11）因此它的傳遞函數(shù)為公式（12） 公式（12） 比例調(diào)節(jié)作用：是按比例反應系統(tǒng)的偏差,系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差,比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用以減少偏差。積分調(diào)節(jié)作用：是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差,提高無差度。積分作用的強弱取決與積分時間常數(shù) Ti，Ti 越小,積分作用就越強。積分作用常與另兩種調(diào)節(jié)規(guī)律結合,組成 PI 調(diào)節(jié)器或 PID 調(diào)節(jié)器。因此,可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。微分作用對噪聲干擾有放大作用,因此過強的加微分調(diào)節(jié),對系統(tǒng)抗干擾不利。微分作用不能單獨使用,需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結合,組成 PD或 PID 控制器。在很多情況下，并不一定需要全部三個單元，可以取其中的一到兩個單元，但比例控制單元是必不可少的。雖然很多控制過程是非線性或時變的，但通過對其簡化可以變成基本線性和動態(tài)特性不隨時間變化的系統(tǒng)，這樣 PID 就可控制了。也就是，PID 參數(shù) Kp，Ki 和 Kd 可以根據(jù)過程的動態(tài)特性及時整定。 第三，PID 控制器在實踐中也不斷的得到改進，下面兩個改進的例子，在工廠，總是能看到許多回路都處于手動狀態(tài)，原因是很難讓過程在“自動” 模式下平穩(wěn)工作。PID 參數(shù)自整定就是為了處理 PID 參數(shù)整定這個問題而產(chǎn)生的。 在一些情況下針對特定的系統(tǒng)設計的 PID 控制器控制得很好，但它們?nèi)源嬖谝恍﹩栴}需要解決：如果自整定要以模型為基礎，為了 PID 參數(shù)的重新整定在線尋找和保持好過程模型是較難的。這個方法會引起擾動，所以基于模型的 PID 參數(shù)自整定在工業(yè)應用不是太好。另外，由于基于控制律的系統(tǒng)沒有成熟的穩(wěn)定性分析方法，參數(shù)整定可靠與否存在很多問題。自動整定通常是指根據(jù)開環(huán)狀態(tài)確定的簡單過程模型自動計算 PID 參數(shù)。最重要的是，如果 PID 控制器不能控制復雜過程，無論怎么調(diào)參數(shù)都沒用。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及 MATLAB 簡介 PID 控制中最重要的是對其參數(shù)的控制，所以當今國內(nèi)
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