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自动控制原理课外作业

PI、PD、PID控制器系统的Matlab仿真及特点分析

上海大学机自学院自动化系 电气工程及其自动化专业

姓名:王文涛 学号:12123405 2015年1月13日

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PID控制器系统的Matlab仿真及特点分析

姓名：王文涛 学号：12123405

摘要：比例、积分、微分控制简称PID（Propotional-Integrate-Differential）控制，它是工业生产过程中最常用的控制算法，在工业生产过程控制中，PID控制占了85%~90%，随着科学技术的发展，特别是计算机的发展，许多先进的PID控制涌现出来得到了广泛的应用。那么这次我们就用matlab来对带有PID控制器的系统进行仿真来研究分析PID控制器的特点。 关键词：PID控制器；matlab仿真；控制系统

一、概述

PID控制器又称为PID调节器，是按偏差的比例P、积分I、微分进行控制的调节器的简称，它主要针对控制对象来进行参数调节。PID控制分为模拟式PID控制和数字式PID控制。模拟式PID控制是以模拟的连续控制为基础的，理想的模拟式PID控制算法为：

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式中 ——比例放大系数； ——微分时间常数。 ——积分时间常数； 另外， 为系统输入和输出在t时刻的偏差值。

理想PID控制器的传递函数为：

P作用的输出与偏差成比例，成为比例控制作用；I作用的输出与偏差的积分成比例，成为积分控制作用；D作用的输出与偏差的微分成比例，称为微分控制作用。控制比例流程图为 被控对象

-积分微分

二．在单位阶跃函数作用下，若反馈系统控制参数的数学模型传递函数为：

方块图如下：

列写出PI，PD，PID 控制器的数学表达式，并用MTLAB 软件对该系统进行仿真，通过仿真曲线和理论说明相结合的方式，说明三种控制器的特点。

1、 PI控制器

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