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1、控制系统仿真课程设计题目：基于NCD优化的非线性优化PID控制学生姓名：学号：专业：班级：指导教师：13内蒙古科技大学控制系统仿真课程设计目录基于NCD优化的非线性优化PID控制4摘要4第一章绪论61.1课程设计的目的61.2课程设计的题目要求6第二章MATLAB概述72.1MATLAB简介72.2MATLAB工作环境72.3MATLAB操作界面简介82.4MATLAB语言82.5SIMULINK仿真集成环境简介82.5.1SIMILINK模块库介绍9第三章非线性控制系统及优化原理13第四章非线性控制系统的
2、优化144.1非线性控制系统的设计144.1.1MATLAB/SIMULINK模型的建立144.1.2系统参数设定144.2非线性系统参数优化164.2.1SignalConstraint阶跃响应特性参数设定164.2.2设置优化参数174.2.3设置不确定参数范围184.2.4控制参数优化计算18第22页内蒙古科技大学控制系统仿真课程设计第五章课程设计总结20第22页内蒙古科技大学控制系统仿真课程设计基于NCD优化的非线性优化PID控制摘要PID控制是工业过程控制中应用最广的策略之一。因此PID控制器参数
3、的优化设计成为人们关注的问题,它直接影响控制效果的好坏。目前PID参数的优化方法很多,如间接寻优法、专家整定法、单纯形法等。虽然,这些方法都具有良好的寻优特性,但却存在着一些弊端。（1）中仅仅将单纯形法应用于系统,仍然存在局部最小问题,容易陷入局部最优化解,造成寻优失败。（2）而且当系统的非线性较强时,传统的基于线性化模型的线性系统设计方法难以获得好的控制效果。为了设计与分析非线性控制系统，提出了利用MATLAB优化控制工具箱与优化函数相结合对非线性系统PID控制器进行优化设计的方法,同时建立了基于MATL
4、AB/SIMULINK的非线性系统仿真图。通过MATLAB/SIMULINK非线性模块SignalConstraint进行仿真试验,验证了该参数优化设计方法不仅方便快捷,而且使系统具有较好的控制精度和稳定性,可使系统的性能有所提高。关键词：非线性控制系统MATLAB/SIMULINKSignalConstraint模块PID非线性模块第22页内蒙古科技大学控制系统仿真课程设计第22页内蒙古科技大学控制系统仿真课程设计ABSTRACTPIDcontrolisoneoftheindustry'smostwide
5、lyusedprocesscontrolstrategy.TherebyoptimizingPIDcontrollerparametersdesignhasbecomeanissueofconcern,whichdirectlyaffectthecontroleffectisgoodorbad.PIDparameteroptimizationmethodnowmany,suchasindirectoptimization,expertTuning,simplexmethod.Althoughthesemet
6、hodshavegoodoptimizationfeatures,buttherearesomedrawbacks.(1)onlyappliestothesimplexmethodsystem,therearestilllocalminimumproblem,easytofallintolocaloptimalsolution,resultinginoptimizationtofail.(2)Andwhenstrongnonlinearsystems,basedonthetraditionallinearm
7、odeloflinearsystemsdesignapproachisdifficulttoobtaingoodcontrol.Inordertodesignandanalyzenonlinearcontrolsystem,weproposedtheuseofMATLABandOptimizationToolboxoptimalcontrolofnonlinearsystemcombiningfunctionPIDcontrollerdesignoptimizationmethod,whileestabli
8、shedbasedonMATLAB/SIMULINKsimulationdiagramfornonlinearsystems.ThroughMATLAB/SIMULINKsimulationofnonlinearmoduleSignalConstraint,verifytheparameteroptimizationmethodisnotonlyconvenient,butthesystemhasbetterco
