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清华大学汽车系博士后,北京理工大学博士,从事电动汽车研究。
主持10余项课题,科研经费24万元以上,主持国家自然科学基金1项,授权多个发明专利,发表多篇重要论文,参与编写专业教材多本。获省教育厅二等奖,省交通厅科技进步奖三等奖,指导大学生科技创新项目3项。针对多轴汽车转向控制的复杂性,提出了双相位转向模式,提出了基于电动轮的转向控制模式,提出多轴汽车转向差速助力模式、滑模控制模式,基于横摆力矩的主动转向控制模式。主要研究方向涉及产品数字化设计、车辆动力学仿真、产品有限元分析、计算机测控、汽车电子等领域。
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历史上的今天
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blogTitle:'关于 自适应模糊PID中模糊控制规则表 (amoBBS 阿莫电子论坛)',
blogAbstract:'最近在做一个温度控制方面的项目，用到自适应模糊PID控制，但是研究了一段时间，参考学习了一些程序，有些问题还是不太清楚，关于 模糊控制规则表的建立。
在此只举KP为例， Kp控制规则设计与实现
PID控制器中，Kp值的选取决定于系统的响应速度。增大Kp能提高响应速度，减小稳态误差；但是，Kp值过大会产生较大的超调，甚至使系统不稳定减小Kp可以减小超调，提高稳定性，但Kp过小会减慢响应速度，延长调节时间。Kp的控制规则如表1所列。
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基于参数自整定的模糊PID控制在水箱控制系统中的应用
【摘要】：水箱液位系统具有时变、非线性、大滞后、不确定性等特性,是过程控制中一种典型的控制对象。通过对水箱液位控制系统的研究,能为工业过程控制的理论发展和实际应用提供重要的指导。本文针对单容水箱液位系统,设计了基于参数自整定模糊PID控制系统,并和传统PID控制、模糊控制的控制效果做了比较,具体包括以下几个方面的内容：
本文首先介绍了国内外水箱液位控制研究的发展和现状,阐述了对单容水箱液位系统控制算法研究的实际意义。详细介绍了本课题所涉及的PID控制、模糊控制和模糊PID控制算法的原理和特点,为后面的研究作理论基础的铺垫。简单介绍了本文所用编程软件-虚拟仪器开发软件LabVIEW的特点和使用方法。
接着介绍了固高公司的GWT系列水箱控制系统。阐述了单容水箱液位传感器的标定方法及系统数据采集的实现方法。介绍了单容水箱液位PID控制器及模糊控制器的原理和设计过程,重点介绍了模糊控制规则表的建立方法、模糊控制规则的整定原则以及模糊控制查询表的计算方法。详细阐述了模糊PID控制器的设计过程和参数整定方法,并在此基础上设计了单容水箱液位模糊控制器和参数自整定模糊PID控制器。
最后给出了参数自整定模糊PID控制的控制效果和常规PID控制、模糊控制的控制效果比较结果。实验研究结果表明,传统PID控制虽然算法简单易于实现且调整时间较快、精度较高,但是抗干扰能力不强,容易产生振荡。模糊控制具有较为平稳的控制效果,而且鲁棒性较强,但控制精度不太理想,存在一定的静态误差。参数自整定模糊PID控制算法具有更小的超调和更短的调整时间,可以在线调整PID控制的参数,对环境的适应能力强,具有良好的控制精度和动态性能。
【关键词】：
【学位授予单位】：中南大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：TP273【目录】：
ABSTRACT5-9
第一章 绪论9-15
1.1 课题的背景及意义9
1.2 水箱液位控制研究的现状9-10
1.3 PID控制器的应用与发展10-11
1.4 模糊控制的应用及发展11-13
1.4.1 模糊控制的产生和意义11-12
1.4.2 模糊控制的发展现状12-13
1.5 课题的意义及本论文的主要内容13-15
1.5.1 课题意义13
1.5.2 论文的主要工作13-15
第二章 控制算法的理论基础15-32
2.1 PID控制算法15-19
2.1.1 PID控制器15-16
2.1.2 PID算法的离散化16-18
2.1.3 PID控制参数的整定18-19
2.1.4 PID控制的优缺点19
2.2 模糊控制算法19-29
2.2.1 模糊控制的基本概念19-22
2.2.2 模糊控制系统的组成22
2.2.3 模糊控制系统的设计22-29
2.3 模糊PID控制算法29-32
2.3.1 模糊PID控制系统的组成30
2.3.2 模糊PID控制系统的设计30-32
第三章 虚拟仪器及LabVIEW简介32-42
3.1 虚拟仪器简介32-34
3.2 LabVIEW的操作选板34-39
3.2.1 工具选板34-36
3.2.2 控件选板36-37
3.2.3 函数选板37-39
3.3 创建Ⅵ程序39-41
3.4 程序调试技术41-42
第四章 水箱液位的控制策略42-63
4.1 水箱对象装置42-43
4.2 单容水箱液位传感器的标定43-44
4.3 数据采集的实现44-47
4.4 水箱液位的PID控制系统47-50
4.4.1 水箱液位的PID控制系统47-48
4.4.2 PID控制器的设计48-49
4.4.3 水箱液位PID控制系统的LabVIEW实现49-50
4.5 水箱液位的模糊控制系统50-56
4.5.1 控制器的论域选择和尺度变换50-51
4.5.2 输入输出变量的隶属度函数51-53
4.5.3 制定模糊规则和查询表的计算53-54
4.5.4 水箱液位模糊控制系统的LabVIEW实现54-56
4.6 水箱液位的参数自整定模糊PID控制系统56-63
4.6.1 控制器输入输出论域和隶属度的选择56-59
4.6.2 模糊规则表的确定与清晰化计算59-62
4.6.3 水箱液位模糊PID控制系统的LabVIEW实现62-63
第五章 实际单容水箱液位控制系统介绍及控制结果分析63-69
5.1 实际单容水箱上位机监控系统介绍63-65
5.2 实验结果分析65-69
总结与展望69-70
参考文献70-74
攻读学位期间主要的研究成果75
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魏星,刘琨,王亚军;[J];电力自动化设备;2005年05期
刘镇,姜学智,李东海;[J];电子技术应用;1997年05期
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王焱;[J];计算机仿真;2002年02期
韩金旭,周宝昌,于宝川,宋如武;[J];制造业自动化;2004年07期
丁永生,任立红;[J];控制与决策;2000年04期
刘国荣，阳宪惠;[J];控制与决策;1995年06期
王伟,张晶涛,柴天佑;[J];自动化学报;2000年03期
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吴浩文;[D];电子科技大学;2002年
周九飞;[D];长春理工大学;2002年
高玲;[D];合肥工业大学;2003年
范玉;[D];长春理工大学;2004年
王美刚;[D];太原理工大学;2006年
丁鸣艳;[D];大连交通大学;2005年
丁晓玲;[D];山东大学;2007年
张陈荣;[D];合肥工业大学;2007年
郭卫钢;[D];中南大学;2008年
匡芬芳;[D];中南大学;2009年
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乔维德;;[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
张建功;刘宝权;刘佳伟;;[J];鞍钢技术;2006年03期
束学斌，李新华;[J];安徽大学学报(自然科学版);1995年S1期
丁晓贵;[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年04期
武昌俊;[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年01期
康国磊;黄春;江泳;;[J];安徽农业科学;2009年14期
张胜波;戴青玲;;[J];安徽农业科学;2011年07期
谢振华;倪成敏;;[J];安全;2008年01期
江善和,申东日;[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年02期
丁晓贵;[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年03期
中国重要会议论文全文数据库
龙威;袁锐波;曾浩;张宗成;;[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
;[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
修杰;夏长亮;;[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
乔美英;兰建义;;[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
李俊丽;张光辉;祝晓红;;[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
王旭光;孙衢;;[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
王孝红;解海洋;景绍洪;袁铸钢;;[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
曾喆昭;;[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
张维煜;阮颖;嵇尚华;孙晓东;朱熀秋;;[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
赵永国;刘广亮;吴昊;李松源;;[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
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冷欣;[D];哈尔滨工程大学;2009年
高晓阳;[D];甘肃农业大学;2010年
徐晓冰;[D];合肥工业大学;2010年
刘飞;[D];中国科学技术大学;2010年
曾智刚;[D];华南理工大学;2010年
程如岐;[D];南开大学;2010年
南栋祥;[D];昆明理工大学;2009年
李奇南;[D];浙江大学;2010年
魏晋宏;[D];太原理工大学;2011年
勾轶;[D];沈阳工业大学;2010年
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冯小冬;[D];南京医科大学;2010年
汪步云;[D];安徽工程大学;2010年
张蛟龙;[D];河南理工大学;2010年
徐旭;[D];南昌航空大学;2010年
苗晋玲;[D];南昌航空大学;2010年
马爱清;[D];南昌航空大学;2010年
邵建桥;[D];山东科技大学;2010年
岳光亮;[D];山东科技大学;2010年
郑洪波;[D];山东科技大学;2010年
高丽丽;[D];山东科技大学;2010年
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欧健;房占鹏;王林峰;;[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2010年04期
,邓鑫;[J];传动技术;2003年04期
韦作高;刘振军;叶明;邓涛;;[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2008年03期
黄 真,李艳文,高 峰;[J];燕山大学学报;2002年03期
呼卫军;周军;;[J];弹箭与制导学报;2007年05期
刘春生;朱心中;;[J];飞行力学;2011年06期
谢敏松;李以农;郑玲;裴锦华;;[J];重庆大学学报(自然科学版);2007年04期
刘彩志,陈思忠;[J];湖北汽车工业学院学报;2002年02期
赵健;李静;吴云平;李幼德;宋大凤;吴坚;;[J];吉林大学学报(工学版);2006年S2期
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赵三明;[N];中国工业报;2010年
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赵健;[D];吉林大学;2007年
刘巍;[D];吉林大学;2007年
李道飞;[D];上海交通大学;2008年
郭建华;[D];吉林大学;2008年
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王玉伟;[D];吉林大学;2011年
朱心中;[D];南京航空航天大学;2011年
裴锦华;[D];重庆大学;2005年
徐奎;[D];西北工业大学;2007年
谢剑晖;[D];吉林大学;2008年
朱建胜;[D];吉林大学;2009年
赵梓含;[D];吉林大学;2009年
郜大伟;[D];吉林大学;2009年
刘仁志;[D];吉林大学;2009年
赵增强;[D];长安大学;2009年
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武昌俊;[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年01期
张红杰,李爱中;[J];北方交通大学学报;1997年06期
龚瑞昆;[J];传感器世界;2001年02期
HelmutKremer,RolandF[J];传感器世界;2001年04期
余文成;杨臻;;[J];四川兵工学报;2008年01期
徐仁贵,管运生,李学东;[J];电测与仪表;2000年07期
熊焕庭;[J];电测与仪表;2001年08期
李慧英，张希文，陶时澍;[J];电测与仪表;1996年07期
黄明俊,赵伟,侯国屏,陈君;[J];电工电能新技术;1998年03期
马秀坤,孙德辉,马学军,郑桂财;[J];电气应用;2005年08期
中国硕士学位论文全文数据库
王伟东;[D];电子科技大学;2001年
蒋传遐;[D];湖南大学;2001年
董云飞;[D];哈尔滨工程大学;2003年
胡波;[D];西安建筑科技大学;2004年
申欢迎;[D];西南交通大学;2004年
陈鑫;[D];福州大学;2005年
於仲义;[D];华中科技大学;2004年
张卫政;[D];广东工业大学;2005年
田媛;[D];北京化工大学;2005年
段利华;[D];重庆大学;2005年
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朱洪军;周佐;路虹波;;[J];中国新技术新产品;2010年01期
王沧,靳海水,卢杰,朱士明;[J];基础自动化;2001年02期
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刘杰;何云峰;史自强;赵文君;;[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
姜永健;干思权;;[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
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贾敏智;李珠;石晓敏;;[A];第19届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ册）[C];2010年
黄学海;;[A];2010年河北省冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C];2010年
李俊丽;张光辉;祝晓红;;[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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韦彦秀;梁新荣;;[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
谢文彦;;[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
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张国宏;[N];中国建材报;2001年
;[N];工人日报;2000年
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张立伟;[D];中国科学院研究生院（电工研究所）;2006年
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刘玉贞;[D];杭州电子科技大学;2011年
马刚;[D];东北石油大学;2010年
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京公网安备75号Matlab在模糊PID伺服系统控制中的应用--《首届信息获取与处理学术会议论文集》2003年
Matlab在模糊PID伺服系统控制中的应用
【摘要】：对Matlab语言的Fuzzy和Simulink工具进行介绍,分析了模糊PID建模方法。使用Matlab的Fuzzy和Simulink对伺服系统的PID控制和模糊PID控制进行仿真,从仿真结果对比来看,模糊PID控制对伺服系统具有鲁律性、自适应性,超调小的优点。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TM921.5【正文快照】：
1引言3模糊专家系统PID控制 Matlab程序设计语言具有编程效率高、用户使用方便等优点,已经在自动控制、数字信号分析与处理、动态系统仿真等领域得到广泛应用。2 Mat一ab仿真工具Simu一ink和Fuzzy工具 Matlab具有先进的仿真工具Simulink。Simulink主要的功能是实现动态系统建
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模糊pid控制器在复杂控制中的应用
模糊控制器是一种近年来发展起来的新型控制器，其优点是不要求掌握受控对象的精确的数学模型，而根据人工控制规则组织控制决策表，然后控制受控对象，将模糊控制和PID控制结合起来，扬长避短，既具有模糊控制灵活而适应性强的特点，又具有pid控制精度高的特点。
　　模糊控制器是一种近年来发展起来的新型控制器，其优点是不要求掌握受控对象的精确的数学模型，而根据人工控制规则组织控制决策表，然后控制受控对象，将模糊控制和PID控制结合起来，扬长避短，既具有模糊控制灵活而适应性强的特点，又具有pid控制精度高的特点。这种Fuzzy-pid复合控制器对选矿工业遇到的复杂控制具有良好的控制效果。　　一、模糊控制基本原理　　1.模糊控制器　　模糊控制（Fuzzy Control-FC）又称为模糊逻辑语言变量控制，简称为模糊控制或称为模糊逻辑控制（FLC），是以模糊集合论，模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算机智能控制。模糊控制的核心部分为模糊控制器，模糊控制器的控制规则由计算机程序实现。图1为模糊控制原理图。　　模糊控制器可分为三个部分组成：　　（1）模糊化接口（Fuzzy interface）　　模糊控制器的输入必须通过模糊化才能用于控制输出的要求，因此它实际上是模糊控制器的输入接口。它的作用是将真实的确定量输入转换为一个模糊矢量，如下所示：　　e=负大，负中，负小，零，正小，正中，正大。　　三角形隶属度函数表示如图2 所示，N B （负大）、N M （负中）、N S （负小）、Z 0 （零）、P S （正小）、P M （正中）、P B （正大）。　　（2）知识库（Knowledge Base）　　知识库包含数据库和规则库A.数据库（Data Base）　　数据库所存放的是所有输入，输出变量的全部模糊子集的隶属度矢量值，在规则推理的模糊关系方程求解过程中，向推理机提供数据。　　B.规则库（Rule Base）　　模糊控制器的规则是基于专家知识或手动操作员长期经验的积累，是按人的直觉推理的一种语言形式。模糊规则通常由一系列的关系词连接而成，如if-then,else,also,end,or等。　　（3）推理与解模糊接口（Interence andDefuzzy-interface）　　推理是模糊控制器中，根据输入模糊量，由模糊控制规则完成模糊推理来求解模糊关系方程，并获得模糊控制量的功能部分。推理结果的获得，表示模糊控制的规则推理功能已经完成。但是，获得的结果仍是一个模糊矢量，不能直接用来作为控制量，要作进一步转换，求解清晰的控制量输出，即为解模糊，通常把输出端具有转换功能作用的部分称为解模糊接口。　　解模糊的方法常用的有：重心法，最大隶属度法，系数加权平均法，中位数法等。　　A.重心法，也称力矩法。它取推理结论模糊集合隶属函数曲线与横坐标轴所围成面积的重心作为代表点。重心法的实质为加权平均法，权值为推理结论模糊集合中各元素的隶属度。　　B.最大隶属度法，最大隶属度法时指在推理结论的模糊集合中选取隶属度最大的元素作为精确控制量的方法。　　C.系数加权平均法，系数加权平均法是指输出量模糊集合中各元素进行加权平均后输出值作为输出执行量，权系数的选择要根据实际情况确定，不同的权系数决定由不同的响应特性。　　D .隶属度限幅元素平均法，隶属度限幅元素平均法是用所确定的隶属度度值对推理结论模糊集合隶属函数曲线进行切割，再对切割后等于该隶属度的所有元素进行平均，用这个平均值作为输出执行量的方法。　　E.中位数法，中位数法是全面考虑推理结论模糊集合各部分信息作用的一种方法，即把隶属度函数曲线与横坐标所围成的面积分成两部分，在两部分相等的条件下，将两部分分界点对应的论域元素作为判定结果，这种方法可以充分地利用输出模糊集合所包含的信息。
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*验 证 码：PID控制最通俗的解释与PID参数的整定方法 -- 廖老师的博客 -- 工控网博客
我编写的教材《S7-200 SMART PLC编程及应用》（第二版）出版了，该书按S7-200 SMART的V2.0硬件和软件改写，有40多个实验的指导书。
15:15:45 | Author: 廖老师 ]
& & PID是比例、积分、微分的简称，PID控制的难点不是编程，而是控制器的参数整定。参数整定的关键是正确地理解各参数的物理意义，PID控制的原理可以用人对炉温的手动控制来理解。阅读本文不需要高深的数学知识。
&& 1．比例控制
&& 有经验的操作人员手动控制电加热炉的炉温，可以获得非常好的控制品质，PID控制与人工控制的控制策略有很多相似的地方。
&& 下面介绍操作人员怎样用比例控制的思想来手动控制电加热炉的炉温。假设用热电偶检测炉温，用数字仪表显示温度值。在控制过程中，操作人员用眼睛读取炉温，并与炉温给定值比较，得到温度的误差值。然后用手操作电位器，调节加热的电流，使炉温保持在给定值附近。
&& 操作人员知道炉温稳定在给定值时电位器的大致位置（我们将它称为位置L），并根据当时的温度误差值调整控制加热电流的电位器的转角。炉温小于给定值时，误差为正，在位置L的基础上顺时针增大电位器的转角，以增大加热的电流。炉温大于给定值时，误差为负，在位置L的基础上反时针减小电位器的转角，并令转角与位置L的差值与误差成正比。上述控制策略就是比例控制，即PID控制器输出中的比例部分与误差成正比。
&& 闭环中存在着各种各样的延迟作用。例如调节电位器转角后，到温度上升到新的转角对应的稳态值时有较大的时间延迟。由于延迟因素的存在，调节电位器转角后不能马上看到调节的效果，因此闭环控制系统调节困难的主要原因是系统中的延迟作用。
&& 比例控制的比例系数如果太小，即调节后的电位器转角与位置L的差值太小，调节的力度不够，使系统输出量变化缓慢，调节所需的总时间过长。比例系数如果过大，即调节后电位器转角与位置L的差值过大，调节力度太强，将造成调节过头，甚至使温度忽高忽低，来回震荡。
&& 增大比例系数使系统反应灵敏，调节速度加快，并且可以减小稳态误差。但是比例系数过大会使超调量增大，振荡次数增加，调节时间加长，动态性能变坏，比例系数太大甚至会使闭环系统不稳定。
&& 单纯的比例控制很难保证调节得恰到好处，完全消除误差。
&& 2．积分控制
&& PID控制器中的积分对应于图1中误差曲线 与坐标轴包围的面积（图中的灰色部分）。PID控制程序是周期性执行的，执行的周期称为采样周期。计算机的程序用图1中各矩形面积之和来近似精确的积分，图中的TS就是采样周期。
图1& 积分运算示意图
&& 每次PID运算时，在原来的积分值的基础上，增加一个与当前的误差值ev（n）成正比的微小部分。误差为负值时，积分的增量为负。
&& 手动调节温度时，积分控制相当于根据当时的误差值，周期性地微调电位器的角度，每次调节的角度增量值与当时的误差值成正比。温度低于设定值时误差为正，积分项增大，使加热电流逐渐增大，反之积分项减小。因此只要误差不为零，控制器的输出就会因为积分作用而不断变化。积分调节的“大方向”是正确的，积分项有减小误差的作用。一直要到系统处于稳定状态，这时误差恒为零，比例部分和微分部分均为零，积分部分才不再变化，并且刚好等于稳态时需要的控制器的输出值，对应于上述温度控制系统中电位器转角的位置L。因此积分部分的作用是消除稳态误差，提高控制精度，积分作用一般是必须的。
&& PID控制器输出中的积分部分与误差的积分成正比。因为积分时间TI在积分项的分母中，TI越小，积分项变化的速度越快，积分作用越强。
&& 3．PI控制
&& 控制器输出中的积分项与当前的误差值和过去历次误差值的累加值成正比，因此积分作用本身具有严重的滞后特性，对系统的稳定性不利。如果积分项的系数设置得不好，其负面作用很难通过积分作用本身迅速地修正。而比例项没有延迟，只要误差一出现，比例部分就会立即起作用。因此积分作用很少单独使用，它一般与比例和微分联合使用，组成PI或PID控制器。
&& PI和PID控制器既克服了单纯的比例调节有稳态误差的缺点，又避免了单纯的积分调节响应慢、动态性能不好的缺点，因此被广泛使用。
&& 如果控制器有积分作用（例如采用PI或PID控制），积分能消除阶跃输入的稳态误差，这时可以将比例系数调得小一些。
&& 如果积分作用太强（即积分时间太小），相当于每次微调电位器的角度值过大，其累积的作用会使系统输出的动态性能变差，超调量增大，甚至使系统不稳定。积分作用太弱（即积分时间太大），则消除稳态误差的速度太慢，积分时间的值应取得适中。
&& 4．微分作用
&& 误差的微分就是误差的变化速率，误差变化越快，其微分绝对值越大。误差增大时，其微分为正；误差减小时，其微分为负。控制器输出量的微分部分与误差的微分成正比，反映了被控量变化的趋势。
&& 有经验的操作人员在温度上升过快，但是尚未达到设定值时，根据温度变化的趋势，预感到温度将会超过设定值，出现超调。于是调节电位器的转角，提前减小加热的电流。这相当于士兵射击远方的移动目标时，考虑到子弹运动的时间，需要一定的提前量一样。
图2 & 阶跃响应曲线
&& 图2中的c (∞)为被控量c (t)的稳态值或被控量的期望值，误差e(t) = c (∞) - c (t)。在图2中启动过程的上升阶段，当 时，被控量尚未超过其稳态值。但是因为误差e(t)不断减小，误差的微分和控制器输出的微分部分为负值，减小了控制器的输出量，相当于提前给出了制动作用，以阻碍被控量的上升，所以可以减少超调量。因此微分控制具有超前和预测的特性，在超调尚未出现之前，就能提前给出控制作用。
&& 闭环控制系统的振荡甚至不稳定的根本原因在于有较大的滞后因素。因为微分项能预测误差变化的趋势，这种“超前”的作用可以抵消滞后因素的影响。适当的微分控制作用可以使超调量减小，增加系统的稳定性。
&& 对于有较大的滞后特性的被控对象，如果PI控制的效果不理想，可以考虑增加微分控制，以改善系统在调节过程中的动态特性。如果将微分时间设置为0，微分部分将不起作用。
&& 微分时间与微分作用的强弱成正比，微分时间越大，微分作用越强。如果微分时间太大，在误差快速变化时，响应曲线上可能会出现“毛刺”。
&& 微分控制的缺点是对干扰噪声敏感，使系统抑制干扰的能力降低。为此可在微分部分增加惯性滤波环节。
&& 5．采样周期
&& PID控制程序是周期性执行的，执行的周期称为采样周期。采样周期越小，采样值越能反映模拟量的变化情况。但是太小会增加CPU的运算工作量，相邻两次采样的差值几乎没有什么变化，将使PID控制器输出的微分部分接近为零，所以也不宜将采样周期取得过小。
&& 应保证在被控量迅速变化时（例如启动过程中的上升阶段），能有足够多的采样点数，不致因为采样点数过少而丢失被采集的模拟量中的重要信息。
&& 6．PID参数的调整方法
&& 在整定PID控制器参数时，可以根据控制器的参数与系统动态性能和稳态性能之间的定性关系，用实验的方法来调节控制器的参数。有经验的调试人员一般可以较快地得到较为满意的调试结果。在调试中最重要的问题是在系统性能不能令人满意时，知道应该调节哪一个参数，该参数应该增大还是减小。
&& 为了减少需要整定的参数，首先可以采用PI控制器。为了保证系统的安全，在调试开始时应设置比较保守的参数，例如比例系数不要太大，积分时间不要太小，以避免出现系统不稳定或超调量过大的异常情况。给出一个阶跃给定信号，根据被控量的输出波形可以获得系统性能的信息，例如超调量和调节时间。应根据PID参数与系统性能的关系，反复调节PID的参数。
&& 如果阶跃响应的超调量太大，经过多次振荡才能稳定或者根本不稳定，应减小比例系数、增大积分时间。如果阶跃响应没有超调量，但是被控量上升过于缓慢，过渡过程时间太长，应按相反的方向调整参数。
&& 如果消除误差的速度较慢，可以适当减小积分时间，增强积分作用。
&& 反复调节比例系数和积分时间，如果超调量仍然较大，可以加入微分控制，微分时间从0逐渐增大，反复调节控制器的比例、积分和微分部分的参数。
&& 总之，PID参数的调试是一个综合的、各参数互相影响的过程，实际调试过程中的多次尝试是非常重要的，也是必须的。
&& 7．实验验证
&& 实验使用S7-300 PLC的PID控制功能块FB 41，被控对象由两个串联的惯性环节组成，其时间常数分别为2s和5s，比例系数为3.0。用人机界面的趋势图显示给定曲线和闭环输出量的响应曲线。
&& 本日志的内容摘自作者在《自动化应用》杂志2010年第5期发表的《PID参数的意义与整定方法》（见附件），该论文给出的实验结果验证了本文提出的PID控制器参数的整定方法。
& && 作者将在适当的时候发布用纯软件仿真学习PID参数整定方法的STEP 7项目。
讲解的很好，赞赞赞
回复：PID控制最通俗的解释与PID参数的整定方法
19:37:12 | Author: (匿名游客) ]
回复：PID控制最通俗的解释与PID参数的整定方法
10:03:26 | Author: (匿名游客) ]
PDF文件怎么下载下来。
回复：PID控制最通俗的解释与PID参数的整定方法
16:04:10 | Author: aybutg ]
廖老师讲解的清晰简单，通俗易懂。
回复：PID控制最通俗的解释与PID参数的整定方法
10:14:43 | Author: (匿名游客) ]
讲解的好！
回复：PID控制最通俗的解释与PID参数的整定方法
18:31:46 | Author: (匿名游客) ]
这是理论，做产品没那么简单了。
回复：PID控制最通俗的解释与PID参数的整定方法
9:24:34 | Author: ninicaoyuan ]
初次接触，谢谢老师
回复：PID控制最通俗的解释与PID参数的整定方法
19:36:48 | Author: liaochangchu ]
引用 (匿名游客) 的评论这里讲的是经验试凑法整定PID参数，过程控制原理课程中还有提到对于简单控制系统而言，控制器所采用PID控制规律的参数整定方法通常采用工程整定法，包括这里的经验试……临界比例度法、衰减曲线法、响应曲线法根据曲线特征查表得到PID参数，我很怀疑这些方法的有效性和实用范围。
回复：PID控制最通俗的解释与PID参数的整定方法
15:01:13 | Author: (匿名游客) ]
廖老师好，赞赞赞
回复：PID控制最通俗的解释与PID参数的整定方法
11:17:15 | Author: (匿名游客) ]
这里讲的是经验试凑法整定PID参数，过程控制原理课程中还有提到对于简单控制系统而言，控制器所采用PID控制规律的参数整定方法通常采用工程整定法，包括这里的经验试凑法、临界比例度法、衰减曲线法、响应曲线法等等。
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