基于指标优化的PID参数自动寻优与仿真设计

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1、SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业设计说明书基于指标优化的PID参数自动寻优与仿真设计学院：电气与电子工程学院专业：自动化学生姓名：王小娜学号：0812205952指导教师：胡健2012年6月中文摘要摘要目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。而PID控制及其控制器或智能PID控制器在当今控制理论中首屈一指，有资料表明工业过程控制中95%以上仍然是PID控制，究其原因，这主要得益于它在某种程度上不依赖于被控对象的精确数学模型的特点。在

2、一些复杂工业过程中有关，许多对象具有时滞特性，由于时滞的存在，控制量不能及时的反应系统的运行状况，使得系统超调量变的大，调节时间变长，而时滞时间的变化使问题变的更加复杂。而PID控制器一定程度上可以解决这些问题。PID控制和基于PID的控制方法的文献非常多，并且已经在实际中得到了最广泛的应用。到目前为止，自Ziegler和Nichols提出PID参数整定方法起，国内外关于PID参数整定方法已有一些综述文章，Astrom和Hagglund还出版了PID控制器整定方面的专著，同其他控制方法一样，PID控制的参数整定方法和技术也处于不断发展中，许多重要国际杂志仍然不断

3、发表新的研究成果。PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。关键词：PID控制器，参数调整，最优

4、控制，自寻优，Matlab-I-AbstractAbstractThecurrentlevelofindustrialautomationhasbecomeanimportantsymbolofthemeasureofallwalksoflifethelevelofmodernization.Thesametime,thedevelopmentofcontroltheoryhasexperiencedaclassicalcontroltheory,moderncontroltheoryandthetheoryofintelligentcontrolinthree

5、stages.PIDcontrolandcontrollerorintelligentPIDcontrollerissecondtononeinthecontroltheorytoday,thedataindicatethatmorethan95percentofindustrialprocesscontrol,PIDcontrol,thereason,mainlyduetoitinawaydependentonthecharacteristicsoftheprecisemathematicalmodelofcontrolledobject.Relatedtom

6、anyobjectswithtimedelaycharacteristicsincomplexindustrialprocesses,duetothepresenceoftimedelay,thecontrolcannotbeatimelyresponsetothehealthofthesystem,andmakesthequantitativechangeofthelargeovershoot,settlingtimelonger,whiletheDelaytimechangetheproblembecomesmorecomplex.PIDcontroller

7、toacertainextent,cansolvetheseproblems.PIDcontrolandPIDcontrolmethodbasedliteratureisverylarge,andhasbeenthemostwidelyusedinpractice.Todate,sinceZieglerandNicholsproposedthePIDparametertuningmethodsPIDparametertuningmethodshavebeensomereviewarticlesathomeandabroad,AstromandHagglundal

8、sopublisheda