基于MATLAB的PID控制器开题报告：总结 计划 汇报 设计 可编辑

基于MATLAB的PID控制器开报告：总结 计划 汇报 可编辑 包头师范学院 毕业(设计)开题报告 论文题目:基于MATLAB的PID控制器设计 学生姓名: 学 号: 专 业: 电子信息科学与技术专业 指导教师: 2012年 3 月 10 日 1(选题依据及研究综述 此次所选的课题为基于MATLAB的PID控制器设计。PID控制是迄今为止最通用的控制方法，大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。PID控制器(亦称调节器)及其改进型，因此成为工业过程控制中最为常见的控制器(至今在全世界过程控制中的84%仍是纯PID调节器，若改进型包含在内则超过90%)。在PID控制器的设计中，参数定是最为重要的，随着计算机技术的迅速发展，对PID参数的整定大多借助于一些先进的软件，例如目前得到广泛应用的MATLAB仿真系统。本设计就是借助此软件，主要运用Relay-feedback法，线上综合法和系统辨识法来研究PID控制器的设计方法，设计一个应用于实际问题中的PID控制器(初步定为温控系统的PID控制器具体计划要依据下学期的理论知识储备而定)，并通过MATLAB中的虚拟示波器观察系统完善后在阶跃信号下的输出波形。 任何闭环的控制系统都有它固有的特性，可以有很多种数学形式来描述它，如微分方程、传递函数、状态空间方程等。但这样的系统如果不做任何的系统改造很难达到最佳的控制效果，比如快速性稳定性准确性等。为了达到最佳的控制效果，我们在闭环系统的中间加入PID控制器并通过调整PID参数来改造系统的结构特性，使其达到理想的控制效果。 2(课题的基本内容 本次课题的主要内容是通过对理论知识的学习和理解的基础上，自行设计一个基于MATLAB技术的PID控制器设计，并能最终将其应用于一项具体的控制过程中。一下为此次课题的主要内容: 一、 完成PID控制系统及PID调节部分的设计 其中包含系统辨识、系统特性图、系统辨识方法的设计和选择。 二、 PID最佳调整法与系统仿真 其中包含PID参数整过程，需要用到的相关方法有: 1、针对无转移函数的PID调整法其中包括Relay feedback调整法，Relay feedback 在计算机做仿真在线调整法，在线调整法在计算机做仿真等设计过程。 2、针对有转移函数的PID调整方法 主要有系统辨识法以及波德图法及根轨迹法。 三、将此次设计过程中完成的PID控制器应用的相关的实例中，体现其控制功能(初步计划为温度控制器) 3(课题的重点、难点及创新点 1、对于单输入单输出被控对象，需要研究针对不稳定对象或被控过程存在较大干扰情况下的PID参数整定方法，使其在初始化、抗干扰和鲁棒性能方面进一步增强，使用最少量的过程信息及较简单的操作就能较好地完成整定。 2、对于多入多出被控对象，需要研究针对具有显着耦合的多变量过程的多变量PID参数整定方法，进一步完善分散继电反馈方法，尽可能减少所需先验信息量，使 其易于在线整定。 3、智能PID控制技术有待进一步研究，将自适应、自整定和增益计划设定有机结合，使其具有自动诊断功能;结合专家经验知识、直觉推理逻辑等专家系统思想和方法对原有PID控制器设计思想及整定方法进行改进;将预测控制、模糊控制和PID控制相结合，进一步提高控制系统性能，都是智能PID控制发展的极有前途的方向。 4(论文提纲 1绪论 1.1课题来源及PID控制简介 1.2国内外研究现状及MATLAB简介 2.控制系统及PID调节 2.1控制系统构成 2.2PID控制 3系统辨识 3.1系统辨识 3.2系统特性图 3.3系统辨识方法 4 PID最佳调整法与系统仿真 4.1PID参数整定法概述 4.2针对无转移函数的PID调整法 4.3针对有转移函数的PID调整方法 温度控制系统的PID控制器设计 5(进度安排(包括文献查阅、设计与实现、实验与计算、论文书写等)及其可行性分析 三月份:1、对于MATLAB的使用方法进行系统的学习和并熟练运用MATLAB的运行环境，争取能够熟练运用MATLAB。 2、查找关于PID控制器的相关资料，了解其感念及组成结构，深入进行理论分析，并同步学习有关PID控制器设计的相关论文，对其使用的设计方法进行学习和研究。 3、查找相关PID控制器的应用实例，尤其是温度控制器的实例，以便完成最终的实际应用环节。 四月份:1、开始对PID控制器进行实际的设计和开发，实现在MATLAB的环境下设计PID控制器的任务。 2、通过仿真实验后，在剩余的时间内完成其与实际工程应用问题的结合，将其应用到实际应用中(初步计划为温度控制器)。 6(参考文献 [1] 夏红，赏星耀，宋建成. PID参数自整定方法综述. 浙江科技学院学报,2003版 [2] 王 伟,张晶涛.PID参数先进整定方法综述.自动化学报，2000版 [3]薛定宇.反馈控制系统设计与分析---MATLAB语言应用.清华大学出版社,2000版 [4] 余成波.传感器与自动技术.北京市:高等教育出版社.1995 [5] 胡寿松.自动控制原理. 北京市:科学出版社，2008年第二版 指导教师意见:(对本课题的深度、广度及工作量的意见) 指导教师: 年 月 日 院系审查意见: 院系负责人: 年 月 日