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原文档由会员 霜天盈月 发布
离散系统的数字PID控制仿真
本文共计33页，14252字；
摘 要
近年来，由于脉冲技术、数字式元部件、数字计算机，特别是微处理器的蓬勃发展，数字控制器在许多场合取代了模拟控制器。基于工程实践的需要，作为分析与设计数字控制系统的理论基础，离散系统理论的发展非常迅速。
模拟PID调节器需要一定的控制电路来实现，对于一些结构复杂的控制系统，无法得到相关的校正电路。数字PID控制器可以灵活的改变PID参数，同时可以改变控制策略来达到控制目的，这是模拟PID控制器中所无法实现的。
本文围绕数字PID控制器的设计和仿真，分为以下四个部分：第一部分主要介绍了PID控制器和数字控制系统的特点及发展状况； 第二部分阐述了PID控制原理、介绍了离散化设计方法、PID参数整定的方法，着重完成了对数字PID控制器的设计；第三部分，简要介绍了Matlab仿真工具的应用；最后一部分，也是本文的设计重点，主要完成对数字PID 控制系统的仿真并详细分析了不同参数值下的仿真波形。
关键词：PID控制器，数字化，Matlab，仿真，离散系统
Abstract
In recent years, because of the pulse technique, digital elements, digital computer, especially the booming development of the microprocessor, the digital controller replaces to the analog controller in many situations. According to the demanding of engineering practice, the discrete system theory develops quickly. The theory is the basis of designing and analyzing about the digital controller.
Analog PID needs the certain control electric circuit to carry out. For some control systems with complicated structure, can't get correct electric circuit. Digital PID can change parameters flexible. It also can change the controlling strategy to meet with the request. This is what the analog PID can't realize.
目 录
目 录1
摘 要3
ABSTRACT4
第一章 绪 论5
1.1 引 言5
1.1.1 PID控制的发展5
1.1.2 PID控制的特点6
1.1.2 数字控制系统概述6
1.1.3 数字控制系统的特点7
1.2 研究内容7
1.2.1 背景介绍7
1.2.2 研究内容7
1.2.3 章节安排8
第二章 数字PID控制器的实现9
2.1 PID 控制原理简介9
2.2 PID控制算法的离散化9
2.2.1位置式 PID 控制算法及其改良10
2.2.2增量式 PID 控制算法12
2.2.3两种 PID 控制算法的比较12
2.3 PID控制参数的计算机整定方法12
2.3.1 扩充临界比例度法13
2.3.2 扩充阶跃响应曲线法14
2.4 PID控制规律的脉冲传递函数形式15
2.5 PID数字控制器的实现16
第三章 仿真工具介绍及运用17
3.1 Matlab的介绍17
3.1.1关于Matlab17
3.1.2 Matlab的特点17
3.1.3 Matlab的功能18
3.1.4 Matlab的仿真环境18
3.2 Matlab的M文件19
第四章 数字PID控制MATLAB仿真20
4.1仿真方案20
4.2仿真过程20
4.2.1、离散系统仿真20
4.2.2、位置式数字PID控制仿真21
4.2.3、增量式数字PID控制仿真26
4.3数字PID控制仿真结果分析28
4.3.1KP 变化的影响28
4.3.2KI 变化的影响29
4.3.3KD变化的影响29
致 谢31
参考文献32
参考文献
[1]黄一夫．微型计算机控制技术．机械工业出版社，
[2]胡寿松．自动控制原理．科学出版社，
[3]陶永华,尹怡欣,葛芦生．新型PID控制及其应用［M］．机械工业出版社，1998．
[4]张晋格．控制系统CAD．机械工业出版社，
[5]张培强. MATLAB语言 中国科学技术大学出版社
[6]张志涌,刘瑞桢,杨祖樱. 掌握和精通MATLAB 北京航空航天大学出版社
