基于某某MATLAB地雙容水箱液位PID控制

《基于某某MATLAB地雙容水箱液位PID控制》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)基于MATLAB的雙容水箱液位PID控制姓名：張冬磊＿＿＿＿＿＿＿班級(jí)：自動(dòng)化1309班＿＿＿＿學(xué)號(hào)：20137675＿＿＿＿＿＿＿日期：2016.11.10—2016.11.30文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)基于MATLAB的雙容水箱液位PID控制摘要控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真是一門涉及理論、計(jì)算數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合性學(xué)科?？刂葡到y(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真以控制系統(tǒng)的模型為基礎(chǔ)，采用數(shù)學(xué)模型代替實(shí)際的控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，以計(jì)算機(jī)為工具，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究的一種方法。本文是對(duì)雙容水箱的PID液位控制系統(tǒng)的仿真，主要內(nèi)容包括：對(duì)

2、水箱的特性確定，建立液位控制系統(tǒng)的水箱數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)出了串級(jí)控制系統(tǒng)，針對(duì)所選液位控制系統(tǒng)選擇合適的PID算法。用MATLAB/Simulink建立液位控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器分別采用P、PI、PD、PID控制系統(tǒng)，通過(guò)仿真比較了各控制器的不同之處，以及各個(gè)參數(shù)的控制作用和性能的比較，對(duì)得到的仿真曲線進(jìn)行分析，總結(jié)了參數(shù)變法對(duì)系統(tǒng)性能的影響。關(guān)鍵字：MATLAB/SimulinkPID液位控制系統(tǒng)文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)目錄摘要I一緒論11.1過(guò)程控制概述11.2過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述11.3PID控制器概述21.4MATLA

3、B軟件介紹2二控制系統(tǒng)建模4三PID調(diào)節(jié)參數(shù)整定及MATLAB仿真63.1P調(diào)節(jié)63.2PI調(diào)節(jié)93.3PD調(diào)節(jié)123.4PID調(diào)節(jié)16四結(jié)論19參考文獻(xiàn)21文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)一緒論1.1過(guò)程控制概述??過(guò)程控制是通過(guò)各種檢測(cè)儀表、控制儀表（包括電動(dòng)儀表和氣動(dòng)儀表，模擬儀表和智能儀表）和電子計(jì)算機(jī)（看作一臺(tái)儀表）等自動(dòng)化技術(shù)工具，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)監(jiān)督和自動(dòng)控制。一個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)是由被控過(guò)程和過(guò)程檢測(cè)儀表兩部分組成的。過(guò)程檢測(cè)控制儀表包括檢測(cè)元件、變送器、調(diào)節(jié)器（包括計(jì)算機(jī)）、調(diào)節(jié)閥等。過(guò)程控制系統(tǒng)

4、的設(shè)計(jì)是根據(jù)工業(yè)過(guò)程的特性和工藝要求，通過(guò)選用過(guò)程檢測(cè)控制儀表構(gòu)成系統(tǒng)，再通過(guò)PID參數(shù)的整定，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的最佳控制。過(guò)程控制有以下特點(diǎn)：它是連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制；被控過(guò)程是多種多樣、非電量的；過(guò)程控制的控制過(guò)程多屬慢過(guò)程，而且多半為參量控制；過(guò)程控制方案十分豐富。1.2過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述現(xiàn)代化過(guò)程工業(yè)向著大型化和連續(xù)化的方向發(fā)展，生產(chǎn)過(guò)程也隨之日趨復(fù)雜，而對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量﹑經(jīng)濟(jì)效益的要求，對(duì)生產(chǎn)的安全、可靠性要求以及對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求卻越來(lái)越高。不僅如此，生產(chǎn)的安全性和可靠性，生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益都成為衡

5、量當(dāng)今自動(dòng)控制水平的重要指標(biāo)。因此繼續(xù)采用常規(guī)的調(diào)節(jié)儀表（模擬式與數(shù)字式）已經(jīng)不能滿足對(duì)現(xiàn)代化過(guò)程工業(yè)的控制要求。由于計(jì)算機(jī)具有運(yùn)算速度快﹑精度高﹑存儲(chǔ)量大﹑編程靈活以及具有很強(qiáng)的通信能力等特點(diǎn)，目前以微處理器﹑單片微處理器為核心的工業(yè)控制幾與數(shù)字調(diào)節(jié)器—過(guò)程計(jì)算機(jī)設(shè)備，正逐步取代模擬調(diào)節(jié)器，在過(guò)程控制中得到十分廣泛的作用。?在系統(tǒng)中，由于計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，因而給定值和反饋量要先經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，才能輸入計(jì)算機(jī)。當(dāng)計(jì)算機(jī)接受了給定值和反饋量后，依照偏差值，按某種控制規(guī)律（PID）進(jìn)行運(yùn)算，

6、計(jì)算結(jié)果再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而完成對(duì)系統(tǒng)的控制作用。文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)1.3PID控制器概述在過(guò)程控制中，按偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）進(jìn)行控制的PID控制器（亦稱PID調(diào)節(jié)器）是應(yīng)用最為廣泛的一種自動(dòng)控制器。它具有原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，適用面廣，控制參數(shù)相互獨(dú)立，參數(shù)的選定比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；而且在理論上可以證明，對(duì)于過(guò)程控制的典型對(duì)象──“一階滯后+純滯后”與“二階滯后+純滯后”的控制對(duì)象，PID控制器是一種最優(yōu)控制?？刂泣c(diǎn)目前包含三種比較簡(jiǎn)單的PID控制算法，分

7、別是：增量式算法，位置式算法，微分先行。這三種PID算法雖然簡(jiǎn)單，但各有特點(diǎn)，基本上能滿足一般控制的大多數(shù)要求。(1)比例系數(shù)KP對(duì)系統(tǒng)性能的影響：比例系數(shù)加大，使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏，速度加快，穩(wěn)態(tài)誤差減小。KP偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)節(jié)時(shí)間加長(zhǎng)。KP太大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定。KP太小，又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢。KP可以選負(fù)數(shù)，這主要是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器以控制對(duì)象的特性決定的。如果KC的符號(hào)選擇不當(dāng)對(duì)象狀態(tài)(pv值)就會(huì)離控制目標(biāo)的狀態(tài)(sv值)越來(lái)越遠(yuǎn)，如果出現(xiàn)這樣的情況Ｋp的符號(hào)就一定要取反。(2)積分控制Ti對(duì)系統(tǒng)

8、性能的影響：積分作用使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，Ti?。ǚe分作用強(qiáng)）會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定，但能消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的控制精度。(3)微分控制Td對(duì)系統(tǒng)性能的影響：微分作用可以改善動(dòng)態(tài)特性，Td偏大時(shí)，超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時(shí)間較短。Td偏小時(shí)，超調(diào)量也較大，調(diào)節(jié)時(shí)間也較長(zhǎng)。只有Td合適，才能使超調(diào)量較小，減短調(diào)節(jié)時(shí)間。文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)1.4MATLAB軟件介紹MATLAB軟件是由美國(guó)MathWorks公