1班第五組-許巍齊亞波李思潘佩哲

小組成員：許巍李思齊亞波潘佩哲單位負反饋系統(tǒng)PID控制器的設(shè)計及參數(shù)整定計算機控制系統(tǒng)項目課題五指導教師：張立杰、劉思遠目錄PID控制概述1給定單位負反饋傳遞函數(shù)的PID控制器的設(shè)計2PID控制的應(yīng)用現(xiàn)狀PID控制的應(yīng)用現(xiàn)狀在現(xiàn)今全球競爭日益激烈的市場環(huán)境下，通過先進控制獲取經(jīng)濟效益來提高企業(yè)競爭力，已成為一種趨勢。國外發(fā)達國家經(jīng)驗表明：采用先進控制理論和過程優(yōu)化將增加

30%的投資，但可提高產(chǎn)品層次和質(zhì)量，降低能源和原材料消耗，從而增加85%的效益。效益投資PID控制的應(yīng)用現(xiàn)狀盡管大量新的控制算法不斷涌現(xiàn)，但一些先進控制算法專用性強、適應(yīng)性差、魯棒性能差、算法復雜、實施和維護成本高，這些都限制了它們的推廣和發(fā)展。常規(guī)的PID及改進的PID控制算法仍廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域PID控制的應(yīng)用現(xiàn)狀在液壓伺服控制系統(tǒng)中輥壓機的輥縫間隙的位置控制系統(tǒng)，卷取機的張力控制，都是通過PID控制液壓缸的位移、力的輸出來獲得所需物理量。PID控制概述PID控制概述PID控制器把收集到的數(shù)據(jù)和一個參考值進行比較，然后把這個差別用于計算新的輸入值，這個新的輸入值的目的是可以讓系統(tǒng)的數(shù)據(jù)達到或者保持在參考值。PID控制器可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和差別的出現(xiàn)率來調(diào)整輸入值，使系統(tǒng)更加準確而穩(wěn)定。各控制器的作用比例控制：能迅速反映誤差，從而減少誤差，但比例控制不能最終消除穩(wěn)態(tài)誤差。比例控制的加強，會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分控制：按誤差累加進行控制，積分作用能最終消除穩(wěn)態(tài)誤差，同時帶來系統(tǒng)延時，動態(tài)響應(yīng)變慢，而且積分太強會引起系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至出現(xiàn)震蕩。微分控制：按誤差變化趨勢進行控制，微分作用可以減少超調(diào)量，克服振蕩，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。同時提高響應(yīng)速度，改善動態(tài)性能。PID控制器的設(shè)計比例環(huán)節(jié)的設(shè)計開環(huán)傳遞函數(shù)

比例控制模型圖：比例環(huán)節(jié)的設(shè)計Kp=1比例環(huán)節(jié)的設(shè)計Kp=3比例環(huán)節(jié)的設(shè)計Kp=5比例環(huán)節(jié)的設(shè)計Kp=7比例環(huán)節(jié)的設(shè)計Tr=8.33sTs=15sKp=1KpTrTs18.3315比例環(huán)節(jié)的設(shè)計Kp=3Tr=3.11sTs=7.88sKpTrTs18.331533.117.88比例環(huán)節(jié)的設(shè)計Kp=5Tr=1.53sTs=8.79sKpTrTs18.331533.117.8851.538.79比例環(huán)節(jié)的設(shè)計Tr=1.2sTs=9.96sKp=7KpTrTs18.331533.117.8851.538.7971.29.96比例環(huán)節(jié)的設(shè)計隨著Kp值的增大，曲線的上升時間減小，調(diào)整時間在一定范圍內(nèi)也會減小，但超調(diào)量會增大PI控制器的設(shè)計PI控制模型圖把Kp增大到10，積分常數(shù)Ki從0.1到0.4的增大過程中，系統(tǒng)響應(yīng)曲線如下圖PI控制器的設(shè)計Ki=0.1PI控制器的設(shè)計Ki=0.2PI控制器的設(shè)計Ki=0.3PI控制器的設(shè)計Ki=0.4PI控制器的設(shè)計隨著積分常數(shù)的增大，響應(yīng)曲線超調(diào)量增大，而且振蕩程度加劇PID控制器的設(shè)計PID控制系統(tǒng)模型圖令Kp=20，Ki=0.001，當Kd值分別為0.2、0.58、1.5、5時的響應(yīng)曲線如下PID控制器的設(shè)計Kd=0.2PID控制器的設(shè)計Kd=0.58PID控制器的設(shè)計Kd=1.5PID控制器的設(shè)計Kd=5PID控制器的設(shè)計微分常數(shù)可減小超調(diào)量，克服振蕩，但參數(shù)過大會使系統(tǒng)調(diào)整時間過長PID控制器的設(shè)計最終，確定Kp=20，Ki=0.001，Kd=0.58，此時系統(tǒng)響應(yīng)曲線如圖所示，調(diào)整時間為1.46s，最大超調(diào)量為1.37%，均滿足要求。感想通過本次項目，我們對PID控制器的各參數(shù)的變化對響應(yīng)曲線的影響做了對比，對各參數(shù)的作用有了具體的認識，并初步掌握了試湊法調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性。同時我們對Matlab、Simulink等軟件的使用熟練程度有了進一步的加強。小組成員分工合作，每個人都有自己的收獲。參考文獻[1]曾亮,孟婥.輥壓機液