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基于MATLAB的PID控制器參數(shù)整定及仿真
（作者未知） 2011/6/4
摘要：PID控制器結(jié)構(gòu)和算法簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，但參數(shù)整定方法復(fù)雜，通常用湊試法來確定。文中探討利用MATLAB實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)整定及仿真的方法，并分析、比較比例控制、比例積分控制和比例微分控制，探討了 。 ， 3個(gè)參數(shù)對(duì)PID控制規(guī)律的影響。
關(guān)鍵詞：MATLAB；PID控制器；參數(shù)整定；仿真
0 引言
PID控制器又稱為PID調(diào)節(jié)器，是按偏差的比例P(ProPortiona1)、積分I(Integra1)、微分D(Diferential orDerivative)進(jìn)行控制的調(diào)節(jié)器的簡(jiǎn)稱，它主要針對(duì)控制對(duì)象來進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)。PID控制器問世至今，控制理論的發(fā)展經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論3個(gè)階段。在工業(yè)控制系統(tǒng)和工程實(shí)踐中，傳統(tǒng)的PID控制策略依然被廣泛采用。因?yàn)樗惴ê?jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、魯棒性好，在工程上易于實(shí)現(xiàn)。但PID控制器的參數(shù)整定方法復(fù)雜，通常采用PID歸一參數(shù)整定法和試湊法來確定，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且不能得到最優(yōu)的整定參數(shù)。針對(duì)這一問題，文中探討用MATLAB實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)整定及仿真的方法及控制參數(shù)對(duì)PID控制規(guī)律的影響。利用MATLAB強(qiáng)大的計(jì)算仿真能力，解決了利用試湊法來整定參數(shù)十分浩繁的工作，可以方便、快速地找到使系統(tǒng)達(dá)到滿意性能指標(biāo)的參數(shù)。
1 Pil1)控制器的原理與算法
當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能被完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。PID控制器就是根據(jù)設(shè)定值與實(shí)際值的誤差，利用比例(P)、積分(I)、微分(D)等基本控制規(guī)律，或者把它們適當(dāng)配合形成有PI，PD和PID等的復(fù)合控制規(guī)律，使控制系統(tǒng)滿足性能指標(biāo)要求。
控制系統(tǒng)大多都有儲(chǔ)能元件，這就使系統(tǒng)對(duì)外界的響應(yīng)有一定的慣性，且能量和信息在傳輸和轉(zhuǎn)化的過程中，由于管道、距離等原因也會(huì)造成時(shí)間上的延遲，所以，按偏差進(jìn)行比例調(diào)節(jié)，很難取得理想的控制效果，因此引入偏差的積分(PI)調(diào)節(jié)以提高精度，引入偏差的微分(PD)來消除系統(tǒng)慣性的影響。這就形成了按偏差的PID調(diào)節(jié)系統(tǒng) J。
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