(開題報告)PID控制器參數(shù)整定技術(shù)的研究

融浙“擬宙瞬素H希妙便ZHEJIANGESTHETEOFMECHANICAL&ELECTRICALENGINEER!冊畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報告課題名稱：PID控制器參數(shù)整定技術(shù)的研究系另H電氣電子工程學(xué)院專業(yè)機(jī)電一體化班級機(jī)電0811班姓名姜建杰學(xué)號0802011121指導(dǎo)教師孟慶波鋤浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報告鋤浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報告#浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報告畢業(yè)設(shè)計(jì)課題：PID控制器參數(shù)整定技術(shù)的研究1、本課題的研究現(xiàn)狀與意義(800字左右)目前工業(yè)自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標(biāo)志。同時，控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個階段。而PID控制及其控制器或智能PID控制器(儀表)在當(dāng)今控制理論中首屈一指，產(chǎn)品已在工程實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用，有各種各樣的PID控制器產(chǎn)品，各大公司均開發(fā)了具有PID參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器(intelligentregulator)，其中PID控制器參數(shù)的自動調(diào)整是通過智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)算法來實(shí)現(xiàn)。有利用PID控制實(shí)現(xiàn)的壓力、溫度、流量、液位控制器，能實(shí)現(xiàn)PID控制功能的可編程控制器(PLC)，還有可實(shí)現(xiàn)PID控制的PC系統(tǒng)等等。PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計(jì)算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。二是工程整定方法，它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需要在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善。PID控制是最早的數(shù)據(jù)驅(qū)動控制方法，盡管現(xiàn)代控制理論有了相當(dāng)完善的發(fā)展，但在實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用中，PID控制仍然是最常用的經(jīng)典控制方法，有資料表明工業(yè)過程控制中95%以上仍然是PID控制，究其原因，這主要得益于它在某種程度上不依賴于被控對象的精確數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)。有關(guān)PID控制和基于PID的控制方法的文獻(xiàn)非常多，并且已經(jīng)在實(shí)際中得到了最廣泛的應(yīng)用。到目前為止，自Ziegler和Nichols提出PID參數(shù)整定方法起，國內(nèi)外關(guān)于PID參數(shù)整定方法已有一些綜述文章，Astrom和Hagglund還出版了PID控制器整定方面的專著,同其他控制方法一樣，PID控制的參數(shù)整定方法和技術(shù)也處于不斷發(fā)展中，許多重要國際雜志仍然不斷發(fā)表新的研究成果。2、本課題的基本內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)，擬采用的研究手段（途徑），工作進(jìn)度安排,參考文獻(xiàn)等。1、課題的基本內(nèi)容在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時，控制理論的其它技術(shù)難以采用時，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制，實(shí)際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。比例積分微分控制規(guī)律（PID）:務(wù)傳遞關(guān)系為壬??（r）=Kpe（f）+-Kp+CdtTt兀其傳遞函數(shù)可寫為：Gg）二?（1十亠十加）皿比例積分微分控制器（PID）的結(jié)構(gòu)圖：2、本課題的重點(diǎn)和難點(diǎn)對PI和PD控制的了解和認(rèn)識在仿真軟件MATLAB上的應(yīng)用

3、擬用的研究手段在學(xué)校試驗(yàn)室通過閱讀書本和互聯(lián)網(wǎng)收集質(zhì)料，然后在實(shí)驗(yàn)臺上進(jìn)行對系統(tǒng)的調(diào)試和試驗(yàn)4、工作進(jìn)度安排起訖日期工作內(nèi)容備注第一周收集信息,熟悉課題及相關(guān)內(nèi)容第二周完成開題報告的撰寫第三周熟悉傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)，繪制結(jié)構(gòu)簡圖第四周完成電氣接線圖的測繪，繪制電氣接線圖第五周編制控制程序第六周完成系統(tǒng)調(diào)試、指標(biāo)測試第七周完成設(shè)計(jì)說明書的編寫第八周進(jìn)行課題答辯3、文獻(xiàn)綜述PID控制理論的發(fā)展歷史已經(jīng)有數(shù)十年了，它的構(gòu)想首先于西元1922年Minorsky的論文中被發(fā)表出來°PID控制器的模型首先出現(xiàn)在Callender等人在1936年所發(fā)表的論文里。而著名的Ziegler與Nichols則在1942年提出了PID控制的調(diào)整法則，歷經(jīng)了半個多世紀(jì)，PID一直是歷史最久的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，而且在今日依然被廣泛的使用。4、參考文獻(xiàn)金以慧過程控制清華大學(xué)出版社孫德寶自動控制原理化學(xué)工業(yè)出版社黃忠霖控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算及仿真國防工業(yè)出版