摘要：PID 控制作为一种经典的控制方法，因其优越的控制性能使其成为过程控制领域应 用最为广泛的控制方法,具有结构简单、适应性强、稳定性好、工作可靠、调整方便、不 依赖于被控对象的精确模型、鲁棒性较强等优点，其控制性能直接关系的生产过程的平稳 高效运行。本文在对 PID 控制的基本原理和基本方法进行研究的基础上，重点研究基于单 纯形法的 PID 参数寻优实现过程，并依托 MATLAB 平台，对单纯形法予以编程实验，实验 结果表明，基于单纯形法可以获得较好的 PID 参数整定效果。75442

毕业论文关键词：PID，参数整定，控制寻优，单纯形法

Abstract: PID control, as a classical control method, because of its superior control performance to become the process control applications is the most widely used control method, which has simple structure, strong adaptability, good stability, reliable work, convenient adjustment, do not rely on to the controlled object of the accurate model, robustness is strong advantages, the control performance is directly related to the production process of the smooth and efficient operation。 The in the study of basic principle and method of PID control based, focuses on the parameters of PID controller based on simplex method optimization implementation process, and relying on the MATLAB platform, programming experiment of simplex method。 Experimental results show that based on the simplex method can obtain better PID parameter tuning effect。

Key words: PID, parameter setting, control optimization, simplex method

目录

1 前言 4

2 PID 控制系统在当前社会的应用 5

3 数字 PID 的控制算法 5

4 对象离散化数学模型 6

5 PID 控制器参数对控制性能的影响 7

5。1 比例系数 Kp 对系统性能的影响 7

5。2 积分时间 TI 对系统性能的影响 7

5。3 微分时间 TD 对系统性能的影响 7

6。1 单纯形算法介绍 8

6。2 PID 参数的单纯形寻优 9

7 MATLAB 的介绍 10

8 实验仿真 12

9 仿真结果分析 14

结 论 17

参考文献 18

致 谢 19

附录 20

1 前言

由于PID 控制具有直观、易于实现、稳态精度高以及鲁棒性和稳定性较好等优点， 并且人们对其原理和物理意义等比较熟悉，已经建立了比较完善的理论体系，尤其在工业 现场控制过程中应用尤为普遍，特别适用于对象动态特性未完全掌握、得不到精确地数学 模型、难以用控制理论来分析和综合的场合。

调查结果表明 : 在当今使用的控制方式中，PID 型占 84。5%，优化 PID 型占 68%， 现代控制型占有 15%，手动控制型 66%，人工智能(AI)型占 0。6%。如果把 PID 型和优化 PID 型二者加起来，则占 90%以上，这说明PID 控制方式占绝大多数，如果把手动控制型再与 上述两种加在一起，则占 97。5%，这说明古典控制占绝大多数。就连科学 技术高度发达的日 本，PID 控制的使用率也高达 84。5%。这是由于理论分析及实际运行经验已经证明了 PID 调节器对 于相 当多 的工 业过 程能 够起 到较 为 满足的控制效果。