镌竟 林怀蔚

摘 要:为了整定数字PID控制器参数,在MATLAB/Simulink仿真环境下,通过实例用扩充临界比例度法整定数字PID控制器参数,充分体现了MATLAB/Simulink直观、方便的特点。

关键词:扩充临界比例度法数字PID控制器整定MATLAB/Simulink仿真

中图分类号:TM762 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(b)-0004-02

自动化控制系统的核心是控制器。控制器的任务是按照一定的控制规律,产生满足工艺要求的控制信号,以输出驱动执行器,达到自动控制的目的。在传统的模拟控制系统中,控制器的控制规律或控制作用是由仪表或电子装置的硬件电路完成的,而在计算机控制系统中,除了计算机装置以外,更主要的体现在软件算法上,即用计算机软件来实现数字PID控制规律,当采样周期足够短时,用求和代替积分、后向差分代替微分,就可以使模拟PID离散为数字PID控制算法。

数字PID控制器参数整定是计算机控制系统设计的核心内容,计算机控制中常用的数字PID控制器参数整定方法有扩充临界比例度法、扩充响应曲线法、PID归一参数整定法和凑试法确定PID参数等方法。Simulink是一种以MATLAB为基础的实现交互式动态系统建模、仿真与分析的软件包,可以针对控制系统等进行系统建模、仿真、分析等工作。本文基于MATLAB/Simulink仿真环境下,采用扩充临界比例度法整定数字PID参数,直接观察系统性能变化,快速、准确选择合适的数字PID参数。

1 数字PID控制原理

模拟PID控制器原理如图1所示,模拟PID控制器是一种线性控制器,给定r(t)与实际输出值y(t)构成的控制偏差,PID控制将偏差的比例(Proportional)、积分(Integral)和微分(Differential)进行线性组合构成控制量,对被控对象进行控制。……