宋 锋 刘瑞歌

(滨洲学院机电工程系，山东 滨洲 256603)

控制系统的计算机仿真是对复杂控制系统控制效果的一种检验手段和方法，是过程控制系统设计中必不可少的环节，没有经过模拟仿真实验研究的系统是不能直接投入生产中的[1]。笔者重点介绍以经典PID控制算法为理论基础，利用LabVIEW虚拟仪器开发软件实现锅炉温度控制系统的仿真，详细说明了增量式算法的具体实现方法。

1 PID控制算法①

自20世纪30年代末期PID控制器出现以来，无论是在控制理论方面，还是在控制仪表和设备方面，都有很大的发展，它是连续控制系统中技术最成熟、应用最为广泛的一种控制器，它结构简单、可靠性强、容易实现、参数整定方便，并且可以消除稳定误差。在工业过程控制中，由于难以建立精确的数学模型，系统的参数经常发生变化，所以常采用PID控制技术，根据经验进行在线调整，在大多数情况下能够满足性能要求，获得满意的控制效果[2]。

1.1 模拟PID控制算法

PID是Proportional(比例)、Integral(积分)、Differential(微分)三者的缩写。其调节规律可以组合成P、PI、PID线性控制器，其作用是根据测量值与设定值之间的偏差值，按比例、积分、微分的函数关系进行运算形成控制量，去控制执行机构，进而影响被控对象，使对象输出趋于设定值，系统达到稳定。一般模拟PID的控制原理如图1所示。

图1 模拟PID控制原理

控制器的输出与输入之间为比例-积分-微分的关系，即：

(1)

1.2 数字PID控制算法

计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样得到的偏差值来计算控制量，而采样是一拍一拍进行的，所以在计算机控制系统中，不能直接采用式(1)来计算，必须先进行离散化处理，得到数字式PID控制算法。……