现如今,工业生产越来越依赖自动化,控制权由人的手中转换到机器的手中，控制设备的自动化水平日渐变高。自动控制系统可由多角度归类，可以分为开环与闭环，闭环系统又包含正、负反馈。开环控制系统是指被控制量，即输出端的数值不必返送回来影响输入的数值；而闭环控制系统就是与开环相反，将输出端的输出值反过来影响控制前段的输入值，这种形式上闭合成一个过多个环的系统就成为闭环控制系统。而有闭环系统又包含正、负反馈，若反馈的信号与系统给定的输入值极性相反，则称为负反馈；若极性相同，则称为正反馈。常见的闭环控制系统皆使用负反馈，本文当中也都是负反馈的形式。

一个控制系统包含传感器、变送器、控制器、执行机构、输入输出接口等。正向工作过程是控制器输出一个或多个值，经过输出接口、执行机构，作用在被控系统上；而反馈工作过程则是使被控量通过传感器、变送器，经由被控系统的输入接口反作用在控制器上。工业生产和日常生活中处处都有PID的身影，如恒压供水电气PID智能控制器等等，都是通过使用自适应算法、自校正算法等高度自动化的方法来实现PID控制器参数的自整定，实现的功能也不尽相同。文献综述

已知阶跃响应的定义为输入值是一个阶跃信号时系统的输出值。衡量控制系统性能可以从稳定性、准确性、响应速度三方面来看，其中系统稳定（收敛）是其正常工作的前提；系统准确性即系统的精确度，即系统输出稳态值与期望值之差（稳态误差）来表示；响应速度则取决于上升时间的长短。阶跃响应有几个动态性能指标：过渡过程时间、振荡次数、延迟时间、上升时间、峰值时间、超调量。除上述6项指标外，还有一个重要指标：误差积分指标。其细分为平方误差积分指标，时间×平方误差指标，绝对误差指标，时间×绝对误差积分指标等。以上这些指标，无论哪种，其值越小，动态性能越好。所谓最优仅仅是特定条件下的最优，而不可能使各项指标都为最优。

1。2 本文所做工作及内容安排

本论文主要完成的工作包括：

a。了解PID控制系统的优化的基本原理。

b。了解并比较ITSE IAE GISE优化的方法。

c。了解单纯形搜索法算法以及语言的实现。

d。熟悉Matlab语言开发环境。

   本论文的具体安排如下：

    第1部分介绍本次设计的背景及意义、所做的工作及内容安排。

    第2部分阐述论文涉及的基本原理和关键技术。

    第3部分对各种准则及搜索法等功能进行程序的编写、运行、比较。

    第4部分对以ITAE为主的准则进行性能测试与分析。

2  基本原理及关键技术介绍

在第二部分中，主要是对基于误差积分准则的PID控制器参数的优化中所涉及的一些基本原理和关键技术作简单介绍。

2。1  误差积分准则来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-

误差积分准则作为一种在控制工程中得到普遍认可和使用的动态性能指标，采用系统实际与期望输出值之差的某个函数的积分形式表示，比简单的作差更加可靠并且易于执行。本文只讨论单变量系统，下面就上文提到的几种常用误差积分准则作简单介绍。