数字PID算法研究及仿真

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1、摘要目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志，有很多方法可以实现控制效果，而PID则是在其中使用非常广泛的一种方法。PID全称比例■积分■微分控制器，是自动控制系统设计中最经典、应用最广泛的一种控制器。从实际需要出发，一种好的PID控制器参数整定方法，不仅可以减少操作人员的负担，还可以使系统处于最佳运行状态。因此，对PID控制器参数整定法的研究具有重要的实际意义。本文主要从以下几个方而对PID进行研究，重点是数字PID的算法和仿真。首先,木文简单介绍了数字PID的控制原理及参数整定方法，为后面进行的数

2、字PID的算法研究和仿真提供了理论基础。接着，木文着重对位置式PID控制和增量式PID控制的算法进行了深入的探究，表明了数字PID控制的发展前景非常可观，最后在实际情况下如何利用数字PID控制温度上进行了仿真实例探讨。关键词：PID控制；控制算法；参数整定；仿真AbstractCurrentlyleveloftheindustrialautomationhasbecomeanimportantsymbolinmeasuringthelevelofmodernizationinmostfields,therearemany

3、waystoachievethecontroleffect,butinwhichthePIDisamethodusedverywidely.PIDcanbeexplainedasproportional-integral・derivativecontroller,whichisthemostclassicandwidelyusedcontrollerintheautomaticcontrolsystemdesign.Fromthepracticalneeds,agoodtuningmethodofPIDcontrolle

4、rparameterscannotonlyreducetheburdenonoperators,butalsocanmakethesystemrunningatitsbeststate.Therefore,studyofthePIDControllerParametersTuninghasanimportantpracticalsignificance.ThearticleisstudiedfromthefollowingaspectsofthePID,focusingonthedigitalPIDalgorithman

5、dsimulation.Tobeginwith,thearticleintroducestheprinciplesofdigitalcontrolandPIDparametertuningmethodwhichprovidesatheoreticalbasisforthefollowingdigitalPIDalgorithmresearchandsimulation.What'smore,thispaperfocusingonthepositionalPIDcontrolandPIDcontrolalgorithmof

6、incrementalhasadeepresearch,whichdemonstratesthatthedigitalPIDcontrolofthedevelopmentprospectsareveryimpressive.Finally,wetakeasimulationdiscussiononhowtousethedigitalPIDalgorithmtocontrolthetemperatureinpractice.Keywords：PIDcontrol;controlalgorithm;parametertuni

7、ng;simulation目录摘耍I关键词IAbstractIIKeywordsII目录III1巧丨言-1-l.i研究的意义-1-1.2国内外PID控制算法的研究进展-1-1.3木论文研究内容-2-2PID控制系统简介-3-2」PID控制理论-3-2.2PID参数控制效杲分析-4-2.3PID参数对系统性能的影响-5-2.4PID参数整定方法-6-3数字PID控制算法-10-3.1位置式PID控制算法-10-3.2增量式PID控制算法-11-4数字PID控制器研究面临的主要问题・13-5PID控制算法的改进-14-5.1

8、积分项的改进-14-5.1.1抗积分饱和-14-5.2微分项的改进-19-5.2.1不完全微分PID控制算法-19-6数字PID控制的MATLAB仿真-23-6」MATLAB的基本介绍-23-6.2MATLAB的仿真-23-6.3电加热锅炉温度水位控制系统设计-24-6.3.1电加热锅炉研究的意义-24-6.3.2设