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《距离控制系统的PID控制器设计及参数整定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、距离控制系统的PID控制器设计及参数整定班级：机控一班学生：祁焕英李晔明刘玉龙谷龙张春峰项目目的：学习和掌握PID控制算法、参数整定方法等理论和公式。在SIMULINK软件系统仿真的应用中，掌握PID控制器参数的设计方法。分析PID控制器中比例系数、积分时间与微分时间对系统性能的影响。项目要求：1)查阅相关文献，综述PID控制的应用研究现状，特别体现在液压系统中的应用现状；2)分析每种类型控制器（P,PI,PID）对系统动态响应特性的影响；3)通过调节P,I,D三种系数的大小观察并解析动态响应曲线的变化，利用试凑法调节系统的动态响应特性。PID控制的应用研
2、究现状调节器及其改进型是在工业控制中最常见的控制器。PID控制中的一个关键的问题便是PID对参数的整定，使PID控制系统达到所期望的控制性能。但是在实际应用中，许多被控过程机理复杂具有高度非线性，时变不确定性和纯滞点等特点，特别是在噪声，负载扰动等因素的影响下，过程参数甚至模型结构均会随时间的工作环境变化而变化。DES-BOROUGH和MILLER在2002年一次统计报告中指出，目前美国有超过11600个具有PID控制器结构的调节器广泛应用于工业控制领域，有超过97%的反抗回路采用了PID控制算法，甚至在一些复杂的控制律中，其基本控制层采用的仍然是PID控
3、制算法。然而，只有近1/3的PID控制器在实际应用过程中取得了令人满意的控制效果，有2/3的PID控制系统的控制性能达不到用户所期望的要求，这给控制理论研究和永远带来了前所未有的机遇和挑战设计满足要求：（1）控制器为P控制器时，改变比例系数大小，分析其对系统性能的影响并绘制相应曲线。（2）控制器为PI控制器时，改变积分时间常数大小，分析其对系统性能的影响并绘制相应曲线。(例如当kp=50时，改变积分时间常数)（3）设计PID控制器，选定合适的控制器参数，使闭环系统阶跃响应曲线的超调量σ%<20%，过渡过程时间Ts<2s,并绘制相应曲线三设计内容已知摩托车距
4、离控制系统中，输入为理想距离，输出为实际距离，通过传感器反馈距离信息，摩托车内部发动机等地固有传递函数为：试设计控制器。设计过程1.控制器为P控制器时，改变比例系数大小P控制器的传递函数为：改变比例系数大小，得到系统的阶跃响应曲线仿真结果表明：随着Kp值的增大，系统响应超调量加大，动作灵敏，系统的响应速度加快。Kp偏大，则振荡次数加多，调节时间加长。随着Kp增大，系统的稳态误差减小，调节应精度越高，但是系统容易产生超调，并且加大Kp只能减小稳态误差，却不能消除稳态误差。程序：num=[1];den=[1225];sys=tf(num,den);forKp=
5、[1,10:20:50]y=feedback(Kp*sys,1);step(y);holdongtext(num2str(Kp));end2.控制器为PI控制器时，改变积分时间常数大小（为定值）PI控制器的传递函数为：改变积分时间常数大小，得到系统的阶跃响应曲线仿真结果表明：Kp=50，随着Ti值的加大，系统的超调量减小，系统响应速度略微变慢。相反，当Ti的值逐渐减小时，系统的超调量增大，系统的响应速度加快。Ti越小，积分速度越快，积分作用就越强，系统震荡次数较多。PI控制可以消除系统的稳态误差，提高系统的误差度。程序num=[1];den=[1225];
6、Kp=50;sys=tf(num,den);forTi=1:2:7PI=tf(Kp*[Ti1],[Ti0]);y=feedback(PI*sys,1);step(y,8)holdongtext(num2str(Ti));end3.控制器为PID控制器时，改变微分时间常数大小（，）PID控制器的传递函数为，改变微分时间常数大小，得到系统的阶跃响应曲线仿真结果表明：Kp=50、Ti=0.15，随着Td值的增大，闭环系统的超调量减小，响应速度加快，调节时间和上升时间减小。加入微分控制后，相当于系统增加了零点并且加大了系统的阻尼比，提高了系统的稳定性和快速性。程序
7、Num=[1];den=[1225];sys=tf(num,den);Kp=50;Ti=0.15;forTd=[0.1,0.15,0.2]PID=tf(Kp*[Ti*Td,Ti,1],[Ti,0]);y=feedback(PID*sys,1);step(y,10)holdongtext(num2str(Td));end4.选定合适的控制器参数，设计PID控制器根据上述分析，Kp=50，Ti=0.15；Td=0.2，可使系统性能指标达到设计要求。经计算，超调量，过渡过程时间满足设计要求。系统的阶跃曲线如下图4.选定合适的控制器参数，设计PID控制器根据上述分
8、析，Kp=50，Ti=0.15；Td=0.2，可使系统性能指标达到
