基于MATLAB的PID控制器参数整定及仿真
摘要：PID控制器结构和算法简单，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
0 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(Diferential orDerivative)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。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的参数。
1 Pil1)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。
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