摘 要：本论文在对PID控制研究现状及PID控制器在工业领域中广泛的应用进行概述的基 础上，对PID控制参数整定的基本原理进行了研究分析，特别针对模糊PID参数优化原理与 方法进行了细致研究，并依托MATLAB平台，对其实现过程进行了编程实验与分析。实验结 果表明，模糊PID参数优化方法具有较好的参数整定效果。75443

毕业论文关键词：PID 控制，参数整定，模糊优化

Abstract: This paper gives a brief introduction of PID control research present situation and the PID controller widely in the industrial field application based on, the basic principle of parameter tuning of PID control were study, especially the principle and method of fuzzy PID parameters optimization were studied in detail, and relying on the platform of MATLAB, the realization of the programming experiment and analysis。 The experimental results show that the fuzzy PID parameter optimization method has better parameter setting effect。

Keywords: PID control, parameter setting, fuzzy optimization

目 录

1 前言 5

2 PID 控制系统在现实中的实际应用 5

3 PID 控制的相关参数 7

3。1 比例(P)控制 7

3。2 积分(I)控制 8

3。3 微分(D)控制 9

4 控制系统及 PID 调节 11

4。1 常见控制器 11

4。1。1 比例控制器 P 11

4。1。2 比例积分控制器 PI 11

4。1。3 比例微分控制器 PD 12

4。1。4 比例积分微分控制器 PID 12

4。2 控制系统构成 13

5 模糊 PID 控制 13

5。1 模糊控制器系统设计 145

5。2 PID 参数整定 196

5。3 系统仿真 19

5。3。1 基于 Matlab 的模糊控制器仿真 19

5。3。2 仿真实例 20

结 论 22

参考文献 23

致 谢 24

1  前言

作为最早发展起来的控制——PID 控制，又被称为 PID 调节，是比例(proportional)、 积分(intergral)、微分(differential)三种调节合在一起的简称。是历史比较悠久、控 制性能最强的基本调解方式。PID 控制器从研究到现在已经有 70 年时间了，因为他的稳 定性好、算法简单、工作可靠、对模型的精度要求低等一系列优点。适用性特强、易于设 计和操作使用 PID 调节功能各类工作调节器被广泛应用于国民经济大部分工业生产部门， 加上 PID 控制不需对数学模型的控对象有多精确的了解，只需通过依据系统误差及误差的 变化率等一些简简单单的参数，凭借经验进行调节器参数的在线整定，便可以取得很好的 结果，所以具有十分强的适应性以及灵活性。从而成为工业控制的主要技术之一。论文网

现代工业的发展越来越快，变化越来越大，人们面对的被控对象，变得越来越复杂， 因此对于控制系统的精度和性能以及对可靠性的要求也变得越来越高，工业控制水平复杂 程度也随之增加， PID 控制技术面临着严峻的挑战。但是 PID 控制凭借其先进控制策略 理论以及实际取得的经济效益，许多先进控制方法层出不穷。然而控制方法不论有多少， 有多先进，PID 控制器依旧被非常广泛的应用于冶金、化工、电力、轻工和机械等各种各 样的工业过程控制中。然而，在现实的应用操作中，许多控制系统操作过程的机理非常复 杂，而且具有高度非线性、时变不确定性和纯滞后等特点，特别是在噪声、负载扰动等因 素的影响下，复杂烦琐的参数整定过程一直困扰着控制系统研究的工程技术人员。为了不 让参数整定成为工作的负担，减少工作量变得尤为重要，为了克服因为环境变化或者扰动 造成的系统性能的下降，便要提出一种 PID 控制参数自动整定的方法。