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基于MATLAB下加热炉传递函数的PID仿真试验

更新时间：2019-09-15 09:41:21 大小：239K 上传用户：杨义查看TA发布的资源 标签：matlab 下载积分：0分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

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文档为基于MATLAB下加热炉传递函数的PID仿真试验详解文档，是一份不错的参考资料，感兴趣的可以下载看看，，，，，，，，，，，，，

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基于MATLAB下加热炉传递函数的PID仿真试验-赵春锋.pdf 239K

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节       能  
ENERGY CONSERVAT ION  
2010年第 7期  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
)
20 )  
(总第 336期 )  
基于 MATLAB /Simu1ink下加热炉传递  
函数的 PID仿真试验  
赵春锋, 孙兴朋, 王东兴  
(烟台大学 机电汽车工程学院, 山东 烟台 264005)  
摘要: 提出基于 MATLAB /S mi u1ink环境下加热炉传递函数的 PID参数整定法, 在仿真环境下直接拼  
凑 PID参数, 具有直观、可视、方便等优点。该方法计算量小, 实现简单、易于操作, 很容易为工程人员  
掌握。仿真结果表明: 该方法具有良好的有效性和稳定性, 对在工厂中如何尽快的整定 PID参数具有  
一定的借鉴意义, 具有较高的实用价值, 能有效地提高生产效率。  
关键词: PID控制; 仿真; 整定; MATLAB /S mi u1 ink  
中图分类号: TB4  文献标识码: A  文章编号: 1004- 7948( 2010) 07- 0020- 03  
将式 ( 1) 的连续微分方程转化为离散的差分方程,  
将式 ( 1) 中的积分项离散化, 采用累加和的形式,  
引言  
在工业生产中, PID控制器或者基于 PID算法  
并将微分项离散化, 采用一阶后项差分。可以得到  
改进的各种 PID控制器具有结构简单、控制方便、  
调整方便、控制效果好、鲁棒性强等特点, 被广泛应  
用于冶金、化工、电力和机械等工业生产过程中的  
控制。  
式 ( 1) 的离散 PID 表达式:  
k
T d  
T
T
u (k ) = K p {e (k ) +  
e( j) +  
#
E
T
i j = 0  
[e (k ) - e(k - 1) ] }  
式中: T ) 采样周期; k ) 采样序号。  
( 3)  
对一个不是完全了解的系统, 或者是系统比较  
复杂, 不能建立一个精确完整的数学模型, 无法有  
效地检测到系统的所有参数, 系统的结构和参数只  
能靠经验或者现场调试来获得, 这种情况下, PID  
控制的优越性更明显。  
式 ( 3) 为式 ( 1) 的离散化表达式。从式 ( 3) 表  
达式的形式中可以看出, 这是一个全量输出形式,  
该算法和过去的所有状态有关。这样一来, 在控制  
中要将历次状态相加, 太浪费计算时间和计算机的  
内存, 故在实际的控制中常采用增量形式。将式  
( 3) 转化为增量形式为:  
1 PID 参数对整个控制过程中的影响  
$u (k) = u (k ) - u (k - 1) = Kp [e(k ) + e(k - 1) ] +  
K ie(k ) + K d [ e (k ) - 2e(k - 1) + e(k - 2) ]  
111 PID控制原理  
PID调节器对各类工业系统的控制都能取得  
( 4)  
112K p、K i、K d 对系统控制的影响  
( 1)比例系数K p。  
比较满意的效果, 在连续工业控制系统中 PID 控制  
器的控制规律为[ 1]  
:
t
1
de( t)  
dt  
u ( t ) = K p [e ( t) +  
e ( t) dt + T d  
]
( 1)  
( 2)  
0 Q  
T i  
增大比例系数 K p, 将会使系统响应的灵敏度  
增大, 稳态误差减小, 但同时也会使系统的振荡响  
应增强, 增大系统的震荡次数, 从而增加调节时间,  
使系统的稳定性变差或者趋于不稳定; 减小比例系  
数K p, 会使系统反应过慢。在实际使用中要合理  
的选择比例系数 K p。  
或写成传递函数的形式为[ 2]  
:
U ( s)  
E ( s)  
1
T is  
G ( s) =  
= K p ( 1 +  
+ T d s)  
式中: u (t ) ) 控制器的输出信号; e( t ) ) 偏差  
信号; K p ) 比例系数; T ) 积分时间常数; T d ) 微  
i
分时间常数。  
( 2)积分时间常数 T 。i  
为了使计算机能对式 ( 1) 进行计算控制, 必须  
增大积分时间常数可以减小超调量, 减小震荡  

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