控制PID课程设计

水位系统的简单PID控制摘要: 该双容水槽水位系统是通出水管和进水管流量的差值的大小来反应水位的高低。运用经验调节法，通过一系列仿真实验，对实验结果进行分析，从而得到PID控制参数，设计PID控制器

水位系统的简单PID控制 : 摘要 该双容水槽水位系统是通出水管和进水管流量的差值的大小来反应水位 的高低。运用经验调节法，通过一系列仿真实验，对实验结果进行分析，从而得 PIDPIDPID 到控制参数，设计控制器，将其运用到实际系统中。通过控制器， 减小了其稳态误差，相对减小了超调量以及超调时间。 关键字： PID调节器，simulink仿真，双容水槽 Abstrack:Thisliquidlevelcontrolsystemofthedoublewatertanksistouse thedifferencesofoutputandinputofthewaterpipetoreflecttheheightofthe waterlevel.Withthewayofexperience,alotofsimulationandanalyzingofthe resulttodesignthePIDcontrollerandputitintopractice.WiththePID controller,reducethesteadystateerror,theovershootandthesettingtime. Keywords:PIDcontroller,simulink,thedoublewatertanks 1. 引言： ，、、 在工程实际中应用最为广泛的调节器控制规律为比例积分 PIDPIDPID ，，。 微分控制简称控制又称调节控制器问世至今已有近 70 ，、、、 年历史它以其结构简单稳定性好工作可靠调整方便而成为工 。， 业控制的主要技术之一当被控对象的结构和参数不能完全掌握或得 ，， 不到精确的数学模型时控制理论的其它技术难以采用时系统控制器 PID ， 的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定这时应用控制技术 ﹐ 。 最为方便即当我们不完全了解一个系统和被控对象或不能通过有效 PID ，。 的测量手段来获得系统参数时最适合用控制技术 2. 理论基础： （1）P 比例控制 。 比例控制是一种最简单的控制方式其控制器的输出与输入误差信号 。。 成比例关系当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差 （2）（I） 积分控制 ，。 在积分控制中控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系对 ，， 一个自动控制系统如果在进入稳态后存在稳态误差则称这个控制系统 。， 是有稳态误差的或简称有差系统为了消除稳态误差在控制器中必须引 “”。，， 入积分项积分项对误差取决于时间的积分随着时间的增加积分 。，，， 项会增大这样即便误差很小积分项也会随着时间的增加而加大它 ，。，+ 推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小直到等于零因此比例 （PI），。 积分控制器可以使系统在进入稳态后无稳态误差 3D （）（） 微分控制 ，（ 在微分控制中控制器的输出与输入误差信号的微分即误差的变化 ）。 率成正比关系 。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳其 （）（delay）， 原因是由于存在有较大惯性组件环节或有滞后组件具有抑 ，。 制误差的作用其变化总是落后于误差的变化解决的办法是使抑制误差 “”，，。 的作用的变化超前即在误差接近零时抑制误差的作用就应该是零