毕业设计-PID控制技术及其整定方法研究，共46页，16629字，附外文翻译、答辩PPT
摘 要
PID控制是最早发展起来的控制策略之一，是迄今为止最通用的控制方法，大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。PID控制器以其结构简单，对模型误差具有鲁棒性及易于操作等优点，仍被广泛应用于冶金、化工、电力和机械等工业过程控制中。
而实际工业生产过程往往具有非线性、不确定性，难以建立精确的数学模型，应用常规的PID控制器难以达到理想的控制效果；在实际生产过程中，由于受到参数整定方法烦杂的困扰，常规PID控制器参数往往整定不良、性能欠佳，对运行环境的适应性较差。针对上述问题，长期以来，人们一直在寻求PID控制器参数的自整定技术，以适应复杂的工况和高指标的控制要求。
本论文深入研究了PID控制理论并分析了PID控制器的控制机理，在此基础上综述和分析了现有的几种常规 PID 参数整定方法。按照简单、高效、直观的参数整定原则，分析 PID 控制器的参数自整定算法，给出了公式推导，并选取模型用Matlab软件做了仿真对比实验。临界比例度法简便而易掌握；衰减曲线法较为准确可靠并且安全；反应曲线法比较麻烦，且测试的准确性也难以保证。
关键字：PID控制器，PID控制器参数整定方法，Matlab

ABSTRACT
PID control is one of the earliest developed control strategy, is by far the most common control method, most of the feedback loop with the method to control or the smaller deformation. PID controller for its simple structure, the model error has the advantages of robustness and easy to operate, is still widely used in metallurgy, chemical industry, electric power and machinery, and other industrial process control.
The actual industrial production process with nonlinear uncertainty, often difficult to establish accurate mathematical model of the application of the conventional PID controller is difficult to achieve ideal control effect; In the actual production process, due to all the parameter setting method of conventional PID controller parameter setting often bad, performance is poor, poor adaptability of the running environment. According to the above problem, a long time, people have been looking for the PID controller parameter self-tuning technology, to adapt to the complex working conditions and high index of control requirements.
This paper deeply studied the PID control theory and control mechanism of the PID controller is analyzed, based on the review and analysis of the existing several conventional PID parameter setting method. According to the simple, efficient and intuitive parameters setting principle, analysis of the PID controller parameter self-tuning algorithm, gives the formula derivation, and selected model using matlab software to do the simulation experiments. Critical proportion method is simple and easy to master; The attenuation curve method is more accurate and reliable and safe; Response curve method more troublesome, and the accuracy of the test is not certain.
KEY WORDS：PID controller，PID controller tuning methods，Matlab

目 录
摘 要 III
ABSTRACT IV
第一章 绪论 7
1.1 PID控制系统组成及分类 7
1.1.1 PID组成 7
1.1.2 PID分类 8
1.2 PID控制的历史 8
1.3 PID控制系统简介 9
1.4 本文主要内容 10
第二章 PID控制系统原理 11
2.1 PID原理 11
2.2 PID控制器参数对控制性能的影响 11
2.2.1 比例作用对控制性能的影响 11
2.2.2 积分作用对控制性能的影响 12
2.2.3 微分作用对控制性能的影响 12
2.3 数字PID控制器 13
2.3.1 位置式PID控制算法 13
2.3.2 增量式PID控制算法 14
2.4 PID小结 15
第三章 仿真软件Matlab/ Simulink 17
3.1 Matlab软件介绍 17
3.2 Matlab软件特点 17
3.3 Simulink功能模块介绍 18
3.3.1 连续模块库(Continuous) 19
3.3.2 离散模块库(Discrete) 20
3.3.3 函数与表格模块库(Function & Table) 20
3.3.4 数学模块库(Math) 21
3.3.5 非线性模块(Nonlinear) 22
3.3.6 信号与系统模块库(signals &Systems) 23
3.3.7 信号输出模块(Sinks) 23
3.3.8 信号源模块库(Sources) 24
3.4 软件小结 24
第四章 PID参数调节 26
4.1 临界比例度法 26
4.2 衰减曲线经验公式法 30
4.3 反应曲线法 33
4.4 参数调节小结 39
4.4.1 PID参数调节经验 39
4.4.2 PID主要调节方法 39
第五章 结论 41
5.1 控制参数整定方法的评价 41
5.2 基本内容 41
参考文献 42
致　谢 43
毕业设计小结 45

本文主要内容
该文所做的主要工作和研究结果如下：就PID控制器的基本原理及其参数整定方法作简要介绍，深入研究 PID 控制理论和重新分析 PID 控制器的控制机理，在此基础上分析现有的几种常规 PID 参数整定方法，详细说明比例、积分、微分这三个部分对系统的影响。分别用实例介绍PID参数整定的用法，并用matlab仿真软件进行模拟仿真。主要用到的PID参数调节方法有：经验公式法、临界比例度法、衰减曲线法、反应曲线法。通过具体的例子很直观的说明各种方法的实际用法及对应适用的场合，对PID参数调节中的难点给予着重分析与讨论。最后对这几种方法进行总体分析，罗列出各自的优缺点，方便应用。

主要技术指标
性能指标：σ%≤5%, t_s≤3s , e_ss=0。

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• 毕业设计-PID控制技术及其整定方法研究
• 鱼鹏飞
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