毕业论文（设计）基于常规算法的PID控制及其Matlab仿真.doc

基于常规算法的PID控制及其 Matlab仿真 摘 要 常规PID控制具有原理简单，使用方便，鲁棒性好等优点，所以到今天为止，全世界控制领域中84%仍是应用PID控制。但是其参数整定方法繁杂。利用Matlab可以方便地仿真,实现PID参数整定。 本课题的主要研究内容是基于常规算法的PID控制理论及其对该算法进行MATLAB仿真实现。在讨论了常规数字PID控制算法的基础上，进一步论述了串级PID控制、纯滞后系统的大林控制算法和纯滞后系统的Smith控制算法,并对上述算法进行了仿真实现。 将上述讨论的结果应用到锅炉汽包水位控制系统中。汽包水位控制有单冲量、双冲量、三冲量三种控制系统。本文主要对三冲量控制系统进行了Simulink仿真，讨论了在相关干扰下的水位控制。 关键词：常规PID MATLAB 锅炉汽包水位 仿真 PID Control Basics on the General Algorithm and the MATLAB Simulink ABSTRACT The control algorithm of PID is easy and widely applicable , Therefore ,so far up to 84% of control algorithm in the Control engineering take PID as their first choice, but its setting methods of parameter are multifarious ,while MATLAB is easy to emulate the setting of PID parameter. The paper is PID control basics on the general algorithm and the MATLAB simulink. On the basic of discussing the discrete PID control,the paper discusses the Cascade PID Control, Danlin arithmetic of the lagging system and Smith arithmetic of the lagging system, then study the simulink. Apply the result of the upwards to the water level of boiler drum, it has three kinds control systems including single-element control plan ,dual-element control plan and three-element control plan .Here we carried on the Simulink model to threeimpulses control system.Discuss the water level of boiler drum on the disturbance correlated. Key Words：general PID ; MATLAB; the water level of boiler drum;simulink 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 绪论 1 1.1 工业生产过程控制 1 1.2 MATLAB仿真 3 1.3 本课题设计的主要内容 4 第二章 常规数字PID控制算法 6 2.1 数字PID控制 6 2.2 单回路PID控制算法 7 2.3 常用PID控制算法 14 2.2.1 串级PID控制算法 14 2.2.2 纯滞后系统的控制算法 15 第三章 常规数字PID控制算法的MATLAB仿真 17 3.1 单回路PID控制算法 17 3.2 串级PID控制算法 27 3.3 纯滞后系统的控制算法 30 第四章 锅炉汽包水位控制系统 33 4.1 锅炉工艺简介 33 4.2 锅炉汽包水位控制系统 34 4.2.1 水位控制系统介绍 34 4.2.2 锅炉水位变化的主要干扰因素 35 4.3 水位控制系统实现 36 4.3.1 给定水位信号 36 4.3.2 水流量干扰 38 4.3.3 蒸汽流量干扰 38 第五章 总结 40 5.1 课题的主要研究内容 40 5.2 关键技术 40 5.3 不足与改进之处 40 参考文献 42 致 谢 44 附 录 45 第一章 绪论 在实际的过程控制与运动控制中，PID类控制占有90%以上。PID控制器结构简单，