離散系統(tǒng)的數(shù)字PID控制仿真


本文共計33頁，14252字；

摘 要
近年來，由于脈沖技術(shù)、數(shù)字式元部件、數(shù)字計算機(jī)，特別是微處理器的蓬勃發(fā)展，數(shù)字控制器在許多場合取代了模擬控制器?；诠こ虒?shí)踐的需要，作為分析與設(shè)計數(shù)字控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，離散系統(tǒng)理論的發(fā)展非常迅速。
模擬PID調(diào)節(jié)器需要一定的控制電路來實(shí)現(xiàn)，對于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，無法得到相關(guān)的校正電路。數(shù)字PID控制器可以靈活的改變PID參數(shù)，同時可以改變控制策略來達(dá)到控制目的，這是模擬PID控制器中所無法實(shí)現(xiàn)的。
本文圍繞數(shù)字PID控制器的設(shè)計和仿真，分為以下四個部分：第一部分主要介紹了PID控制器和數(shù)字控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及發(fā)展?fàn)顩r； 第二部分闡述了PID控制原理、介紹了離散化設(shè)計方法、PID參數(shù)整定的方法，著重完成了對數(shù)字PID控制器的設(shè)計；第三部分，簡要介紹了Matlab仿真工具的應(yīng)用；最后一部分，也是本文的設(shè)計重點(diǎn)，主要完成對數(shù)字PID 控制系統(tǒng)的仿真并詳細(xì)分析了不同參數(shù)值下的仿真波形。

關(guān)鍵詞：PID控制器，數(shù)字化，Matlab，仿真，離散系統(tǒng)
Abstract
In recent years, because of the pulse technique, digital elements, digital computer, especially the booming development of the microprocessor, the digital controller replaces to the analog controller in many situations. According to the demanding of engineering practice, the discrete system theory develops quickly. The theory is the basis of designing and analyzing about the digital controller.
Analog PID needs the certain control electric circuit to carry out. For some control systems with complicated structure, can't get correct electric circuit. Digital PID can change parameters flexible. It also can change the controlling strategy to meet with the request. This is what the analog PID can't realize.
目 錄
目 錄 1
摘 要 3
ABSTRACT 4
第一章 緒 論 5
1.1 引 言 5
1.1.1 PID控制的發(fā)展 5
1.1.2 PID控制的特點(diǎn) 6
1.1.2 數(shù)字控制系統(tǒng)概述 6
1.1.3 數(shù)字控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 7
1.2 研究內(nèi)容 7
1.2.1 背景介紹 7
1.2.2 研究內(nèi)容 7
1.2.3 章節(jié)安排 8
第二章 數(shù)字PID控制器的實(shí)現(xiàn) 9
2.1 PID 控制原理簡介 9
2.2 PID控制算法的離散化 9
2.2.1位置式 PID 控制算法及其改良 10
2.2.2增量式 PID 控制算法 12
2.2.3兩種 PID 控制算法的比較 12
2.3 PID控制參數(shù)的計算機(jī)整定方法 12
2.3.1 擴(kuò)充臨界比例度法 13
2.3.2 擴(kuò)充階躍響應(yīng)曲線法 14
2.4 PID控制規(guī)律的脈沖傳遞函數(shù)形式 15
2.5 PID數(shù)字控制器的實(shí)現(xiàn) 16
第三章 仿真工具介紹及運(yùn)用 17
3.1 Matlab的介紹 17
3.1.1關(guān)于Matlab 17
3.1.2 Matlab的特點(diǎn) 17
3.1.3 Matlab的功能 18
3.1.4 Matlab的仿真環(huán)境 18
3.2 Matlab的M文件 19
第四章 數(shù)字PID控制MATLAB仿真 20
4.1仿真方案 20
4.2仿真過程 20
4.2.1、離散系統(tǒng)仿真 20
4.2.2、位置式數(shù)字PID控制仿真 21
4.2.3、增量式數(shù)字PID控制仿真 26
4.3數(shù)字PID控制仿真結(jié)果分析 28
4.3.1　KP 變化的影響 28
4.3.2　KI 變化的影響 29
4.3.3　KD變化的影響 29
致 謝 31
參考文獻(xiàn) 32

參考文獻(xiàn)
[1]黃一夫．微型計算機(jī)控制技術(shù)．機(jī)械工業(yè)出版社，2004
[2]胡壽松．自動控制原理．科學(xué)出版社，2004
[3]陶永華,尹怡欣,葛蘆生．新型PID控制及其應(yīng)用［M］．機(jī)械工業(yè)出版社，1998．
[4]張晉格．控制系統(tǒng)CAD．機(jī)械工業(yè)出版社，2004
[5]張培強(qiáng). MATLAB語言 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社
[6]張志涌,劉瑞楨,楊祖櫻. 掌握和精通MATLAB 北京航空航天大學(xué)出版社