PID 控制器的参数整定.ppt

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1、国家级精品课程控制系统仿真与CAD第八章PID控制器的参数整定东北大学信息学院薛定宇PID类控制器的参数整定PID类控制器是工业过程中应用最广泛的一类控制器本章主要内容PID控制系统的结构PID控制器的参数整定方法经典方法、其他方法PID控制器的设计程序最优PID控制器设计界面——OptimPID8.1PID控制器的结构PID控制系统的结构由误差信号e(t)过去、现在和将来的信息生成控制信号，去控制受控对象PID控制器的典型结构（并联结构）其Laplace变换为实际应用的PID为PID控制器的标准结构为其Laplace变换为离散PID控制

2、器并联PID控制器MATLAB函数pid()和pidstd()可用PID控制器的其他变形积分分离式PID离散增量式PID控制器8.2PID控制器参数整定方法过程受控对象的低阶近似FOPDT模型由响应曲线识别、基于频域响应的近似方法、次最优降阶方法等MATLAB函数例1942,Ziegler-Nichols整定算法经验公式MATLAB函数例Ziegler-Nichols法设计控制器受控对象FOPDT近似特征参数K=1,L=2.7639,T=2.2361Ziegler-Nichols控制器设计控制效果不佳，需要改进改进的PID控制器参数整定方

3、法各种各样的改进AidanO’Dwyer.HandbookofPIandPIDcontrollertuningrules.ImperialCollegePress,2003对FOPDT模型，PID_Tuner界面可以直接用于PI或PID控制器参数的直接整定设计界面存在的问题其他类型的受控对象模型没有现成的设计界面，只能根据算法自己编程设计Sisotool界面能解决的问题局限性也很大无法处理复杂结构和非线性环节PID_Tuner程序界面应用举例基于FOPDT模型的PID类控制器设计界面受控对象：识别FOPDT参数选择算法——若干类，几百种算

4、法比较PID控制器的效果PID_Tuner的局限性：FOPDT模型、非寻优OptimPID——最优PID控制器设计界面针对伺服控制的经典结构OptimPID特点无须用户编程，程序界面直接可用支持驱动饱和非线性环节、超调量约束等任意复杂的非线性系统模型线性系统模型无需编写一条程序，MATLAB新版本下支持内部延迟的模型可视优化、全局优化版本只支持MATLABR2009a之后版本例可以转换为内部延迟的受控对象受控对象的MATLAB/Simulink描述mod_lti.mdlMATLABR2011b以后版本支持内部延迟？早期版本得给对象画出Si

5、mulink模型mod_1.mdlPID控制器设计小结这里介绍的是书中第八章的一个部分设计思路找一个FOPDT的近似模型：getfopdt()根据模型设计控制器：ziegler()设计方法有无数，只介绍ZIegler-Nichols介绍了两个PID控制器设计界面pid_tuner：总结前人算法，用界面实现optimpid：可以解决其他算法无法求解的问题，控制效果最好