基于matlabsimuiink的pid参数整定

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1、万方数据Ⅸ自动化技术与应用》2009年第28卷第03期T业}空韦U与应用基于MATLAB／SirnuIink的PID参数整定王素青1．姜维福2(1．南京航空航天大学金城学院，江苏南京21156，2．南京紫台星河电子有限责任公司。江苏南京210042)摘要：钊‘对PID参数整定过程的复杂性，基于MATLAB／Simulink仿真环境，模拟I临界比例度法PID参数整定的方法和步骤，给出了一种简单有效的PID参数整定方法。与通常的整定方法比较，其优点是非常直观、可以随意修改仿真参数，节省了大量的计算和编程工作量。通过仿真实例验证了该方法的有效性。关键词

2、：PID控制；参数整定；MATLAB／Simulink；临界比例度法中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1003—7241(2009)03—0024—03PIDTuningBasedonMATLAB／SimulinkWANGSu-qin91．JIANGWei-fu2(1．NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJinChengCollege,Nanjing211156China；2．NanjingZi-taiXing-heElectronicsCo．，眦Nanjing210042Chin

3、a)Abstract：ThePIDtuningisacomplicatedprocess．Tosolvetheproblem，amethodofcriticalgainispresentedbasedontheMATLAB／Simulinksimulationenvironment．Thesimulationexamplesarealsogiven．Keywords：PIDcontrol；parametertuning；MATLAB／Simulink；criticalgainmethod1引言础0是最早发展起来且目前在工业过程控制中仍然是应用最为

4、广泛的控制策略之一。据统计，在工业过程控制中95％以上的控制回路都具有PID结构，而且许多高级控制都是以PID控制为基础的。PID控制能被广泛应用和发展，根本原因在于PD控制具有以下优点111：原理简单，使用方便，PID-别R墨、Z和L可以根据过程动态特性及时调整，适应性强-鲁棒I生强，即其控制品贡对被控对象特性的变化不太敏感。采用不同的PID参数，对控制系统的性能将会不一样，因此PID参数的调节和优化决定了控制系统最终能达到的控制性能，PID参数整定是控制系统设计的杨D内容。综观各种PID参数整定方法，可以有如下分类：根据研究方法来划分，可分为

5、基于频域的PID参数整定方法和基于时域的PID参数整定方法-根据发展阶段来划分，可分为常规PID参数整定方法和智能PID参数整定方法。根据被控对象个数来划分，可分为单变量PID参数整定方法和多变量PID参数整定方法，根据控制量的组合形式来划分，可分为线性PD参数整定方法和非线性PID参数整定方法。—般来说，PID参数整定方法概括起来有两大类：—是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型．采用控制理论中的—些方法，经过理论计算确定控制器参刿2I。这种方法不仅计算繁琐，目过分依赖系统的数学模型，所得到的计算数据—般不能直接使用，还必须通过工程实际进

6、行调整和修改。二是工程整定方法。它主要依赖工程经验，直接在控收稿日期：2008—10-24制系统的实验中进行。这种方法简单实用、易于掌握，因而在工程实际中被广泛采用。控制工程中常用的工程整定方法有临界比例度法、衰减曲线法、鲁棒PID参数整定法和ISTE最优参数整定法。Simulink是用于MATLAB下建立系统框图和仿真的环境。Simulink是一个交互式动态系统建模、仿真和分析图形环境，是—个进行基于模型的嵌入式系统开发的基础开发环境。Simulink可以针对控制系统等进行系统建模，仿真，分析等工作。借助于Simulink仿真环境，可以为PID

7、参数整定工作提供极大的方便。本文以基于MATLAB／Simulink环境进行临界比例度法PID参数整定为例，说明在PID参数整定过程中，借助于SimulinR环境，非常直观、可以随意修改仿真参数．节省了大量的计算和编程工作量。2PID控制2．1PID控制原理常规PID控制系统的原理框图如图1所示。该系统主要由PID控制器和被控对象组成。PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值厂(f)与实际输出值y(t)构成控制偏差已(f)。将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量H(f)，对被控对象进行控制。控制器的输出和输入之间的关系可描述为：巾)=K

8、p陬f)+寺胁)+L警】式中，髟为比例系数，瓦为积分时间常数．瓦为微分时间常数。万方数据]二业}空韦IJ与应用《自动化技术与应用》200