运用matlab实现pid控制器的设计

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1、第39卷第6期福州大学学报(自然科学版)Vol．39No．62011年12月JournalofFuzhouUniversity(NaturalScienceEdition)Dec．2011DOI:CNKI:35－1117/N．20111220．0957．023文章编号:1000－2243(2011)06－0898－06运用Matlab实现PID控制器的设计郑剑翔(福州大学现代教育技术中心，福建福州350108)摘要:传统的PID控制器设计中的参数调试耗时费力且调节不当还可能损坏机器．使用2009b版Matlab软件新增的PID控制模块，可方便快捷地完成PID调试工作．以设计液压式旋切机

2、控制器为例，分析使用Matlab的PID控制模块、定点工具以及嵌入式实时代码工具完成PID控制器的设计，包括对象建模、离散化和定点运算处理等工作．关键词:PID控制;Matlab;无卡轴旋切机;液压中图分类号:TP271．2文献标识码:AAnimplementationmethodforPIDcontrollerdesignbyMatlabZHENGJian－xiang(ModernEducationTechnologyCenterofFuzhouUniversity，Fuzhou，Fujian350108，China)Abstract:Parametersadjustmentisac

3、omplicatedandtime－consumingworkintraditionalPIDcon-trollerdesignusually，inappropriateadjustmentcancausehardwaredamage．ByusingnewlyaddedPIDcontrollermodulein2009bversionofMatlabsoftware，PIDadjustmentswillbecomemoreconven-ienceandfaster．ItcanbecomeeasilytodoPIDcontrollerdesign，includinguser’splant

4、modling，discrete－timeimplementationandfixed－pointscalinginthedesign．Usingacontrollerdesignproce-dureofhydraulicveneerlatheasexample，thispaperintroduceshowtousePIDcontrolmodule，fixed－pionttoolbox，andembeddedreal－timecoderofMatlabtodesignaPIDcontrollereasily．Keywords:PIDcontrol;Matlab;veneerpeelin

5、glathe;hydraulicpressure0引言调试PID控制器需要确定三个参数值:比例、积分和微分的增益．要安全系统地找到能保证控制系统［1］最佳运行的一组参数是一件复杂的工作．用传统的方法调试，费时费力，往往反复调试还难以优化结果，很可能由于调节不当进入恶劣工况而损坏机器．2009b版Matlab软件新增了PID控制模块，使用此模①块与被控对象模型一起在Simulink环境中仿真，可使上述控制器设计调试问题得到解决．除了调试问题，设计工作还有离散化、定点化等诸多问题要解决．这些工作如果由人工完成，既繁琐又容易出错．Matlab软件提供了从被控对象建模到C代码生成控制器设计工作

6、各环节所需的工具，使用这些工具，就能既快又好地完成设计工作．文［2］讨论了运用Matlab工具对被控对象的建模问题．本文以液压旋切机控制器的设计为例，详细介绍如何使用Matlab的PID控制模块及自动调节器设计PID控制器、定点工具(fixed－pionttoolbox)和嵌入式实时代码工具(real－timeworkshopembeddedcoder)，解决控制器的实现问题．以文［2］讨论的建模问题作为前提条件结合本文介绍的设计方法即可实现Matlab工具在PID控制器各个设计环节的系统运用．收稿日期:2010－11－25通讯作者:郑剑翔(1955－)，助理研究员，E－mail:zj

7、xfd@126．com①TurevskiyA．Guyandsethonsimulink．2009－12－24．http://blogs．mathworks．com/seth/2009/12/24/pid－control－made－easy/第6期郑剑翔:运用Matlab实现PID控制器的设计·899·以丝杆为刀具进给机构的无卡轴旋切机存在着进给电机功率大、退刀速度慢，工作效率低和丝杆损坏率高的问题．使用液压可以克服上述缺点，但由于液压属柔性传动