(开题报告)PID控制器参数整定技术的研究

毕业设计开题报告课题名称:PID控制器参数整定技术的研究系别电气电子工程学院专业机电一体化班级机电0811班姓名姜建杰学号0802011121指导教师孟庆波浙江机电职业技术学院电气电子工程学院毕业设计开题报告1浙江机电职业技术学院毕业设计开题报告毕业设计课题：PID控制器参数整定技术的研究1、本课题的研究现状与意义（800字左右）目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。而PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）在当今控制理论中首屈一指，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligentregulator)，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)，还有可实现PID控制的PC系统等等。PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。PID控制是最早的数据驱动控制方法，尽管现代控制理论有了相当完善的发展，但在实际的工业应用中，PID控制仍然是最常用的经典控制方法，有资料表明工业过程控制中95%以上仍然是PID控制，究其原因，这主要得益于它在某种程度上不依赖于被控对象的精确数学模型的特点。有关PID控制和基于PID的控制方法的文献非常多，并且已经在实际中得到了最广泛的应用。到目前为止，自Ziegler和Nichols提出PID参数整定方法起，国内外关于PID参数整定方法已有一些综述文章，Astrom和Hagglund还出版了PID控制器整定方面的专著，同其他控制方法一样，PID控制的参数整定方法和技术也处于不断发展中，许多重要国际杂志仍然不断发表新的研究成果。浙江机电职业技术学院电气电子工程学院毕业设计开题报告22、本课题的基本内容、重点和难点，拟采用的研究手段（途径），工作进度安排，参考文献等。1、课题的基本内容在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID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，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID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﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。比例积分微分控制规律(PID)：比例积分微分控制器（PID）的结构图:2、本课题的重点和难点对PI和PD控制的了解和认识在仿真软件MATLAB上的应用浙江机电职业技术学院电气电子工程学院毕业设计开题报告33、拟用的研究手段在学校试验室通过阅读书本和互联网收集质料，然后在实验台上进行对系统的调试和试验4、工作进度安排起讫日期工作内容备注第一周收集信息,熟悉课题及相关内容第二周完成开题报告的撰写第三周熟悉传动系统设计，绘制结构简图第四周完成电气接线图的测绘，绘制电气接线图第五周编制控制程序第六周完成系统调试、指标测试第七周完成设计说明书的编写第八周进行课题答辩浙江机电职业技术学院电气电子工程学院毕业设计开题报告43、文献综述PID控制理论的发展历史已经有数十年了，它的构想首先于西元1922年Minorsky的论文中被发表出来。PID控制器的模型首先出现在Callender等人在1936年所发表的论文里。而著名的Ziegler与Nichols则在1942年提出了PID控制的调整法则，历经了半个多世纪，PID一直是历史最久的控制系统设计方法，而且在今日依然被广泛的使用。4、参考文献金以慧过程控制清华大学出版社孙德宝自动控制原理化学工业出版社黄忠霖控制系统MATLAB计算及仿真国防工业出版社自动控制原理程鹏主编高等教育出版社计算机控制系统高金源主编高等教育出版设精通MATLAB7王正林、刘明编著电子工业出版社自动控制原理与系统上海理工大学孔凡才编著指导教师意见：指导教师：年月日院系意见：盖章年月日