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1、课程设计说明书题目：基于Matlab的高阶系统设计与仿真班级：电气五班姓名：党伟学号：201295014176指导教师：张小娟日期：2015年1月9日星期五31课程设计任务书设计题目基于Matlab的高阶系统设计与仿真设计要求一、高阶系统的设计要求：1、建立高阶系统的数学模型。2、选择PID控制方法对高阶系统进行控制。3、计算PID参数的整定结果。4、利用Simulink或M程序进行仿真。二、设计步骤与要求1、阐述系统的工作原理。2、拟定高阶系统电路组成框图。3、进行PID参数的整定。4、画出高阶系统结构图。5、写出设计性
2、实验报告。工作计划1、2015.1.4-1.5搜集资料；2、2015.1.6-1.10电路设计；3、2015.1.10-1.12完成设计报告并提交指导教师：张小娟教研室主任：31目录一：摘要二：PID控制的基本原理2.1PID控制的基本原理2.2PID控制具有以下优点2.3控制方式三：simulink介绍3.1SIMULINK的模块库介绍3.2SIMULINK简单模型的建立3.3Simulink模块库简介四：设计步骤4.1系统主要技术指标4.2PID参数设定说明4.3仪表应用与部骤框图五：PID参数整定5.1PID经典控制
3、分析5.2控制系统参数整定的基本要求31一：摘要随着电子技术的不断发展，水温控制系统设计的方法越来越多也越来越完善，温度控制是无论是在工业生产过程中,还是在日常生活中都起着非常重要的作用,特别是在城市集中供暖，学校等人口密集地方的供暖和热水供应方面都有广泛应用。然而，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用,从而造成水资源的巨大浪费.特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下,我们更应该掌握好对水温的控制,把身边的水资源好好地利用起来。在现代冶金,石油,化工及电力生产过程中,温度是极为重要而又普遍的热工参数之一.在环境
4、恶劣或温度较高等场合下,为了保证生产过程正常安全地进行,提高产品的质量和数量,以及减轻工人的劳动强度,节约能源,要求对加锅炉水温进行测,显示,控制,使之达到工艺标准,以单片机为核心设计的炉温控制系统,可以同时采集多个数据,并将数据通过通讯口送至上位机进行显示和控制.那么无论是哪种控制,我们都希望水温控制系统能够有很高的精确度(起码是在满足我们要求的范围内),帮助我们实现我们想要的控制,解决身边的问题.随着电子而当行业的迅猛发展,计算机技术和传感器技术的不断改进,而且计算机和传感器的价格也日益降低,可靠性逐步提高,用信息技术
5、来实现水温控制并提高控制的精确度不仅是可以达到的而且是容易实现的.用高新技术来31解决工业生产问题,排除生活用水问题实施对水温的控制已成为我们电子行业的任务,以此来加强工业化建设,提高人民的生活水平。温度控制是无论是在工业生产过程中,还是在日常生活中都起着非常重要的作用,特别是在城市集中供暖，学校等人口密集地方的供暖和热水供应方面都有广泛应用。无论在热水温度的要求方面还是出于安全考虑，锅炉中必须要有水温控制，而水温控制在工业及日常生活中应用广泛,分类较多,不同水温控制系统的控制方法也不尽相同,其中以PID控制法最为常见.然
6、而,单纯的PID算法无法适应不同的温度环境,在某个特定场合运行性能非常良好的温度控制器,到了新环境往往无法很好胜任,甚至使系统变得不稳定,需要重新改变PID调节参数值以取得最佳的性能。二：PID控制的基本原理2.1PID控制的基本原理：PID控制概述当今的自动控制技术绝大部分是基于反馈概念的。反馈理论包括三个基本素：测量、比较和执行。测量关心的是变量，并与期望值相比较，以此误差来纠正和控制系统的响应。在工业过程控制中95%以上的控制回路都具有PID结构，而且许多高级控制都是以PID控制为基础的。31PID控制器由比例单元（
7、P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。Gs=KP+K1S+KDS2.2PID控制的优点与不足：（1）原理简单，使用方便，PID参数KP、KI和KD可以根据过程动态特性变化，PID参数就可以重新进行调整与设定。（2）适应性强，按PID控制规律进行工作的控制器早已商品化，即使目前最新式的过程控制计算机，其基本控制功能也仍然是PID控制。PID应用范围广，虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过适当简化，也可以将其变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，就可以进行PID控制了。（3）鲁棒性强，即其控制品质对被控对象特性的变
8、化不太敏感。但不可否认PID也有其固有的缺点。PID在控制非线性、时变、偶合及参数和结构不缺点的复杂过程时，效果不是太好；最主要的是：如果PID控制器不能控制复杂过程，无论怎么调参数作用都不大。在科学技术尤其是计算机技术迅速发展的今天，虽然涌现出了许多新的控制方法，但PID仍因其自身的优点而得到了最广泛
