基于matlab的pid控制器参数整定及仿真

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第26卷第4期西安科技大学学报V0J．26No．42006年12月JOURNALOFXIANUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYDec．20o6文章编号：1672-9315(2006)04—0511—04基于MATLAB的PID控制器参数整定及仿真何东健，刘忠超。，范灵燕(1．西北农林科技大学信息工程学院；2．西北农林科技大学机械与电子工程学院；3．西北农林科技大学经济管理学院，陕西杨凌712100)摘要：PID控制器结构和算法简单，

2、应用广泛，但参数整定方法复杂，通常用凑试法来确定。文中探讨利用MATLAB实现PID参数整定及仿真的方法，并分析、比较比例控制、比例积分控制和比例微分控制，探讨了。，3个参数对PID控制规律的影响。关键词：MATLAB；PID控制器；参数整定；仿真中图分类号：TP301文献标识码；AParametertuningandemulationofPIDcontrollerbasedonMATLABHEDong-jian。LIUZhong．chao。FANLing-yan(1．CollegeofInformation

3、Engineering，NorthwestA&Fun~vemty；2．CollegeofMechanicalandElectronicEngineering,NorthwestA&FUniversity；3．CollegeofEconomicsandManagement．NorthwestA&FUniversity，Yangling712100，Ch／na)Abstract：ThecontrolstructureandalgorithmofPIDiseasyandwidelyapplicable。butits

4、settingmeth-odsofparameteraremultifarious．Generallyutilizeguessingandtryingtofix．ThisarticalisconvenienttotunePIDparametersandemulatethroughMATLABexperiment。Analyzeandcomparetheproportioncontrol。theproportionintegralcontrolandtheproportiondiferentialcontro1

5、．DiscusstheinfluenceofthreeparametersKP。TIandtothePIDcontrolrules．Keywords：MATLAB；PIDcontroller；parametertuning；emulation0引言PID控制器又称为PID调节器，是按偏差的比例P(ProPortiona1)、积分I(Integra1)、微分D(DiferentialorDerivative)进行控制的调节器的简称，它主要针对控制对象来进行参数调节。PID控制器问世至今，控制理论的发展经历了古典

6、控制理论、现代控制理论和智能控制理论3个阶段。在工业控制系统和工程实践中，传统的PID控制策略依然被广泛采用。因为它算法简单、稳定性好、工作可靠、鲁棒性好，在工程上易于实现。但PID控制器的参数整定方法复杂，通常采用PID归一参数整定法和试凑法来确定，费时、费力，且不能得到最优的整定参数n]。针对这一问题，文中探讨用MATLAB实现PID参数整定及仿真的方法及控制参数对PID控制规律的影响。利用MATLAB强大的计算仿真能力，解决了利用试凑法来整定参数十分浩繁的工作，可以方便、快速地找到使系统达到满意性能指标

7、的参数。收稿日期：2005一lJ—o7作者简介：何东健(1957一)，男，教授，陕西西安人，工学博士，主要从事图像分析与识别和多媒体网络应用等研究维普资讯http://www.cqvip.com512西安科技大学学报2006卓1Pil1)控制器的原理与算法当被控对象的结构和参数不能被完全掌握，或得不到精确的数学模型时，应用PID控制技术最为方便。PID控制器就是根据设定值与实际值的误差，利用比例(P)、积分(I)、微分(D)等基本控制规律，或者把它们适当配合形成有PI，PD和PID等的复合控制规律，使控制系统

8、满足性能指标要求。控制系统大多都有储能元件，这就使系统对外界的响应有一定的惯性，且能量和信息在传输和转化的过程中，由于管道、距离等原因也会造成时间上的延迟，所以，按偏差进行比例调节，很难取得理想的控制效果，因此引入偏差的积分(PI)调节以提高精度，引入偏差的微分(PD)来消除系统惯性的影响。这就形成了按偏差的PID调节系统J。图1是典型PID控制系统结构图。在PID调节器作用下，对误差信号分别进行比