毕业设计（论文）-基于matlab的pid控制仿真研究

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1、基于MATLAB的PID控制仿真研究目录摘要5Abstract6前言7绪论8经典控制理论概述8论文结构安排9第1章PID控制的理论基础101.1PID控制的相关参数101.1.1比例(P)控制101.1.2积分(I)控制111.1.3微分(D)控制111.2常见控制器111.2.1比例控制器P121.2.2比例积分控制器PI121.2.3比例微分控制器PD131.2.4比例积分微分控制器PID131.3PID控制参数整定14第2章传统PID控制162.1传统PID系统设计162.2基于MATLAB/SIMULINK的仿真172.3传统PID控制器的参数整定172.4整定结果及分析18第3章Z

2、iegler-Nichols整定法213.1系统数学模型的确定213.2基于时域响应曲线的整定223.3基于频域法的整定243.4Ziegler-Nichols整定法的PID控制器设计举例243.4.1已知受控对象传递函数为243.4.2已知受控对象频域响应参数26第4章模糊PID系统设计294.1模糊控制系统结构294.2模糊PID参数自整定原则304.3模糊PID控制器设计314.3.1语言变量模糊化314.3.2各变量隶属度函数的确定314.3.3建立模糊规则表324.3.4确定模糊控制器的类型和结构334.4模糊PID控制系统的仿真364.4.1建立系统结构仿真框图364.4.2仿真

3、结果39结论40总结与体会42致谢43参考文献44附录46附录一英文原文46附录二中文翻译53摘要本文简要介绍了PID控制器在工业领域中的广泛应用，及PID控制器的理论基础以及其对连续系统性能指标的改善作用。本设计针对目前工业上常用的两种PID控制器——传统PID控制器和模糊PID控制器，在MATLAB/SIMULINK环境下分别对两种控制器进行了设计和仿真。重点研究实现了以误差和误差变化率为输入，利用模糊推理的方法对PID参数的在线自动整定。通过仿真结果可以看出，参数自整定模糊PID控制器控制效果优于传统PID控制器，提高了系统的动静态性能。这种混合系统把PID控制的简便性与Fuzzy控制

4、的灵活性以及鲁棒性融为一体，发挥了传统控制与Fuzzy控制的各自长处，易于实现，便于工程应用，具有较强的实际意义，对进一步应用研究具有较大的参考价值。关键词：PID控制，模糊PID，Ziegler-Nichols整定，MATLAB，仿真AbstractInthispaper,itbrieflyintroducesthewideapplicationsofPIDcontrollerstodifferentindustrialsectors,italsodiscussesthebasicprinciplesofPIDcontrolandtheeffectivenessofPIDtoacontin

5、uousprocess.TwokindsofpopularPIDcontrollershavebeennotonlystudied,theyareconventionalandfuzzyPIDcontrollers,butalsodesignedandsimulatedwithMATLAB/SIMULINK.Erroranderrorchangearetakenasinputs,wepayattentiontoafuzzyinferencemethodisutilizedtorealizeautomaticregulatingPIDparameters.Throughthesimulatio

6、n,wecanseethatfuzzyPIDcontrollerwithself-adjustingparametersissuperiortotraditionalPIDcontrolleranditcanimprovethedynamicandstaticpropertiesofthecontrolsystem.ThismixingsystemcombineswithconvenienceofPIDcontrolandflexiblenessandrobustnessoffuzzycontrol.Itmakesgooduseofrespectiveadvantagesoftraditio

7、nalcontrolandfuzzycontrol,easilyrealizedandappliedinengineering,andhasastrongpracticalsignificanceandahighreferencevalueforfurtherapplications.Keywords：PIDcontrolFuzzyPIDZiegler-NicholstuningMATLABSimulatio