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摘要：在現(xiàn)代工業(yè)中，自動(dòng)控制已經(jīng)發(fā)展的非常成熟，而且大多數(shù)的控制回路中都用到了PID結(jié)構(gòu)，PID控制器之所以可以被廣泛使用，是因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。而PID控制器的核心則是它的三個(gè)參數(shù)，比例、積分和微分，如何整定這三個(gè)參數(shù)對(duì)控制效果起到了關(guān)鍵性的作用。傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)方法，先比例，再積分，后微分，雖然也能得到效果，但是整定過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，需要反復(fù)湊試，而且對(duì)于一些要求較高的系統(tǒng)，結(jié)果可能還不是最好。基于Ziegler-Nichols方法整定PID參數(shù)可以有效改善傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法的弊端，對(duì)PID 的發(fā)展以及自動(dòng)控制的發(fā)展都有很大意義。 本文中依據(jù)Ziegler-Nichols頻域整定方法整定被控對(duì)象，通過(guò)頻域內(nèi)被控對(duì)象的根軌跡變化，發(fā)現(xiàn)經(jīng)整定后，系統(tǒng)完全穩(wěn)定。用Matlab 中的Simulink模塊建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真，對(duì)比整定前后的正弦曲線，發(fā)現(xiàn)用傳統(tǒng)PID調(diào)節(jié)方法整定參數(shù)后，實(shí)際值與設(shè)定值基本一致，但觀察曲線可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)響應(yīng)速度不能達(dá)到最快，然后基于Ziegler-Nichols方法整定參數(shù)后發(fā)現(xiàn)實(shí)際值與設(shè)定值幾乎達(dá)到一致，曲線重合度很高，對(duì)比兩種方法，后者更加省時(shí)且準(zhǔn)確。在工程控制中，此方法可以提高操作人員工作效率以及控制準(zhǔn)確度，應(yīng)該被廣泛使用。
關(guān)鍵詞：PID Ziegler-Nichols 參數(shù)整定 頻域響應(yīng)
目錄 摘要 ABSTRACT 1 引言-1 2 PID控制器分析及參數(shù)整定-2 2.1 PID控制器簡(jiǎn)介-2 2.2 PID控制原理-3 2.2.1 比例(P)控制-3 2.2.2 積分(I)控制-3 2.2.3 微分(D)控制-3 2.2.4 PID控制-4 2.3 PID控制器的參數(shù)整定-4 2.3.1 理論計(jì)算整定法-4 2.3.2 反復(fù)湊試法-4 2.3.3 工程整定法-5 3 Ziegler-Nichols方法的原理及分析-9 3.1 概述-9 3.2 Ziegler-Nichols方法的原理-9 3.3 Ziegler-Nichols整定步驟-10 4 基于Ziegler-Nichols方法整定PID控制器-12 4.1 概述-12 4.2 設(shè)計(jì)方案-12 4.3 仿真結(jié)果及分析 -13 5 結(jié)論-18 致謝 |
