計(jì)算機(jī)課程設(shè)計(jì)--基于matlab的電爐溫度控制算法比較及仿真研究

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　題目：基于MATLAB的電爐溫度控制算法比較及仿真研究</p><p><b>　　2013年5月</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、研究對(duì)象分析說(shuō)明 ......

2、.........................................2</p><p>　　二、PID算法的設(shè)計(jì)及分析4</p><p><b>　　1、算法簡(jiǎn)介4</b></p><p>　　2、數(shù)學(xué)模型的建立5</p><p>　　3、simulink仿真連接圖………………………………………………

3、……….8</p><p>　　4、Matlab仿真曲線圖…………………………………………………………,8</p><p>　　三、施密斯（Smith）預(yù)估控制算法的分析與設(shè)計(jì)………………………………11</p><p>　　1、施密斯預(yù)估控制原理………………………………………………………11</p><p>　　2、具有純滯后補(bǔ)償?shù)臄?shù)字控制

4、................................... 12</p><p>　　3、施密斯預(yù)估器設(shè)計(jì)...........................................13</p><p>　　4、采用simulink系統(tǒng)仿真…………………………………………………15</p><p>　　5、使用Matlab仿真被控對(duì)象……………

5、…………………………………15</p><p>　　四、達(dá)林（Dahlin）控制算法的分析與設(shè)計(jì)……………………………………17</p><p>　　1、算法簡(jiǎn)介……………………………………………………………………17</p><p>　　2、算法具體設(shè)計(jì)………… …… ……………………………………………17</p><p>　　3.simu

6、link仿真連接圖……………………………………………………….19</p><p>　　4、使用Matlab仿真被控對(duì)象…………………………………………………19</p><p>　　5、振鈴現(xiàn)象………………………………… …………………………………20</p><p>　　五、大林算法、PID算法、Smith預(yù)估控制算法三種算法比較22</p>&

7、lt;p>　　六、設(shè)計(jì)小節(jié)與心得體會(huì)………….....................................23</p><p>　　七、 參考文獻(xiàn)24</p><p>　　一、研究對(duì)象分析說(shuō)明</p><p>　　該設(shè)計(jì)電爐溫度控制對(duì)象的控制模型為，是一階慣性加滯后模型，被控對(duì)象的純滯后時(shí)間使系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，動(dòng)態(tài)性能變壞，如容易引起超調(diào)和持續(xù)的

8、振蕩。對(duì)象的純滯后特性給控制器的設(shè)計(jì)帶來(lái)困難。一般的，當(dāng)對(duì)象的滯后時(shí)間與對(duì)象的慣性時(shí)間常數(shù)Tm之比超過(guò)0.5時(shí)，采用常規(guī)的控制算法很難獲得良好的控制性能。因此，具有純滯后特性對(duì)象屬于比較難以控制的一類(lèi)對(duì)象，對(duì)其控制需要采用特殊的處理方法。此外，系統(tǒng)要求：</p><p>　　1. 爐溫變化范圍：0—200℃，要求實(shí)現(xiàn)80℃溫度的恒溫控制；</p><p>　　2.爐溫變化參數(shù)要求： ≤80

9、S；超調(diào)量≤10℅；靜態(tài)誤差 ≤2℃。</p><p>　　現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)控制算法進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　算法設(shè)計(jì)</b></p><p>　　二、PID算法的分析與設(shè)計(jì)</p><p><b>　　算法簡(jiǎn)介</b></p><p>　　根據(jù)偏差的比例（P）、積

10、分（I）、微分（D）進(jìn)行控制（簡(jiǎn)稱(chēng)PID控制），當(dāng)采用PID算式時(shí)，積分作用和微分作用與采樣周期T的選擇有關(guān)。選擇采樣周期T太小，將使微分積分作用不明顯。因?yàn)楫?dāng)T小到一定程度后，由于受計(jì)算精度的限制，偏差e（k）始終為零。然而PID調(diào)節(jié)是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)最成熟的、應(yīng)用最廣泛的一種控制算方法。其中又分為模擬PID控制器和數(shù)字PID控制器，在微機(jī)控制系統(tǒng)中，對(duì)于時(shí)間常數(shù)比較大的被控制對(duì)象來(lái)說(shuō)，數(shù)字PID完全可以代替模擬PID調(diào)節(jié)器，應(yīng)用更加靈

11、活，使用性更強(qiáng)。實(shí)際運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)和理論的分析都表明，這種控制規(guī)律對(duì)許多工業(yè)過(guò)程進(jìn)行控制時(shí)，都能得到滿(mǎn)意的效果。所以該系統(tǒng)采用PID控制算法。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示：</p><p>　　圖1-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p><b>　　2、數(shù)學(xué)模型的建立</b></p><p>　　2.1 具有一階慣性純滯后特性的系統(tǒng)，其數(shù)學(xué)模型可表示為

12、：</p><p>　　，對(duì)于典型的PID控制器（s）=（1++ s）,有Ziegler-Nichols整定公式：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=2τ （1-1）</p><p><b>　　=0.5τ</b></p>

13、<p>　　式中，為比例增益；為積分時(shí)間常數(shù)；為微分時(shí)間常數(shù)。實(shí)際應(yīng)用中，通常根據(jù)階躍響應(yīng)曲線，人工測(cè)量出K、T、τ參數(shù)，然后按照公式（2-1）計(jì)算、、。</p><p>　　2.2、模擬PID控制規(guī)律為：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中：稱(chēng)為偏差值，可作為溫度調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)，其中為給定值，

14、為被測(cè)變量值；為比例系數(shù)；為積分時(shí)間常數(shù)；為微分時(shí)間常數(shù)；為調(diào)節(jié)器的輸出控制電壓信號(hào)。</p><p>　　因?yàn)橛?jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，故上述數(shù)字方程式必須加以變換。設(shè)采樣周期為T(mén)，第次采樣得到的輸入偏差為，調(diào)節(jié)器的輸出為，作如下近似：</p><p><b>　?。ㄓ貌罘执嫖⒎郑?lt;/b></p><p><b>　?。ㄓ们蠛痛娣e

15、分）</b></p><p>　　這樣，式（2-2）便可改寫(xiě)為：</p><p><b>　　（1-3）</b></p><p>　　其中， 為調(diào)節(jié)器第次輸出值；、分別為第次和第次采樣時(shí)刻的偏差值。由式可知： 是全量值輸出，每次的輸出值都與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置一一對(duì)應(yīng)，所以稱(chēng)之為位置型PID算法。在這種位置型控制算法中，由于算式中存在累加

16、項(xiàng)，而且輸出的控制量不僅與本次偏差有關(guān)，還與過(guò)去歷次采樣偏差有關(guān)，使得產(chǎn)生大幅度變化，這樣會(huì)引起系統(tǒng)沖擊，甚至造成事故。所以在實(shí)際中當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的不是控制量的絕對(duì)值，而是其增量時(shí)，可采用增量型PID算法。當(dāng)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器為步進(jìn)電機(jī)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、多圈電位器等具有保持歷史位置的功能的這類(lèi)裝置時(shí)，一般均采用增量型PID控制算法。</p><p>　　與位置算法相比，增量型PID算法有如下優(yōu)點(diǎn)：</p>

17、<p>　?。?）位置型算式每次輸出與整個(gè)過(guò)程狀態(tài)字有關(guān)，計(jì)算式中要用到過(guò)去偏差的累加值 ，容易產(chǎn)生較大的累積計(jì)算誤差；而在增量型算式中由于消去了積分項(xiàng)，從而可消除調(diào)節(jié)器的積分飽和，在精度不足時(shí)，計(jì)算誤差對(duì)控制量的影響較小，容易取得較好的控制效果。</p><p>　　（2）為實(shí)現(xiàn)手動(dòng)—自動(dòng)無(wú)憂(yōu)切換，在切換瞬時(shí)，計(jì)算機(jī)的輸出值應(yīng)設(shè)置為原始閥門(mén)開(kāi)度 ，若采用增量型算法，其輸出對(duì)應(yīng)與閥門(mén)位置的變化部分，

18、即算式中不出現(xiàn) 項(xiàng)，所以易于實(shí)現(xiàn)從手動(dòng)到自動(dòng)得的無(wú)憂(yōu)動(dòng)切換。</p><p>　?。?）采用增量型算法時(shí)所用的執(zhí)行器本身都具有寄存作用，所以即使計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，執(zhí)行器仍能保持在原位，不會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成惡劣影響。</p><p>　　正因?yàn)榫哂猩鲜鰞?yōu)點(diǎn)，在實(shí)際控制中，增量型算法要比位置算法應(yīng)用更加廣泛。利用位置型PID控制算法，可得到增量型PID控制算法的遞推形式為 （1-4）

19、</p><p>　　式中，為比例增益；為積分系數(shù)；為微分系數(shù)。為了編程方便，可將式（2-4）整理成如下形式：</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　3、simulink仿真連接圖</p><p>　　

20、圖1-2 PID算法simulink仿真連接圖</p><p>　　4.Matlab仿真圖</p><p>　　用試湊法得仿真參數(shù) ： </p><p>　　當(dāng)=10，=3，=2</p><p>　　當(dāng)=10，=1，=2</p><p><b>　　圖1-4</b></p>&

21、lt;p><b>　　當(dāng)進(jìn)行如下設(shè)置時(shí)</b></p><p><b>　　圖1-5</b></p><p>　　仿真圖符合系統(tǒng)要求，如下：</p><p>　　圖1-6 PID算法系統(tǒng)仿真曲線圖</p><p>　　施密斯（Smith）預(yù)估控制算法的分析與設(shè)計(jì)</p>&l

22、t;p>　　1、施密斯預(yù)估控制原理</p><p>　　由于Smith預(yù)估器能通過(guò)模型把對(duì)象的滯后預(yù)算出來(lái)并實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，被認(rèn)為是解決時(shí)滯系統(tǒng)控制問(wèn)題的有效辦法，于是在實(shí)驗(yàn)中加入史密斯預(yù)估器，經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的控制系統(tǒng)，消除了滯后部分對(duì)滯后系統(tǒng)的影響，于是算法中的滯后不在影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，只是在系統(tǒng)的輸出在時(shí)間上滯后一個(gè)一個(gè)時(shí)間，而調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)及參數(shù)的選擇任然和么有滯后環(huán)節(jié)一樣，實(shí)時(shí)控制達(dá)到穩(wěn)定的效果。</p&

23、gt;<p>　　帶純滯后環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)框圖如下圖（2-1）</p><p>　　圖（2-1）帶純滯后環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)</p><p>　　施密斯預(yù)估控制原理是：與D(s)并接一補(bǔ)償環(huán)節(jié)，用來(lái)補(bǔ)償被控制對(duì)象的純滯后部分。這個(gè)補(bǔ)償環(huán)節(jié)稱(chēng)為預(yù)估器，其傳遞函數(shù)，τ為純滯后時(shí)間，補(bǔ)償后的系統(tǒng)框圖如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 帶施密斯預(yù)估器的控

24、制系統(tǒng)</p><p>　　由施密斯預(yù)估器和控制器D(s)組成的補(bǔ)償回路稱(chēng)為純滯后補(bǔ)償器。</p><p>　　2.具有純滯后補(bǔ)償?shù)臄?shù)字控制器</p><p>　　Smith預(yù)估補(bǔ)償控制實(shí)質(zhì)上是PID調(diào)節(jié)器連續(xù)的向補(bǔ)償器傳遞，作為輸入而產(chǎn)生補(bǔ)償器輸出。補(bǔ)償器與過(guò)程特性有關(guān)，而過(guò)程的數(shù)學(xué)模型與實(shí)際過(guò)程之間又有誤差，所以這種控制方法的缺點(diǎn)是模型的誤差會(huì)隨時(shí)間累積起來(lái)，也

25、就是對(duì)過(guò)程特性變化的靈敏度很高。為了克服這一缺點(diǎn)，可采用增益自適應(yīng)預(yù)估補(bǔ)償控制。</p><p>　　它在Smith補(bǔ)償模型之外加了一個(gè)除法器，一個(gè)導(dǎo)前微分環(huán)節(jié)(識(shí)別器)和一個(gè)乘法器。除法器是將過(guò)程的輸出值除以模型的輸出值。導(dǎo)前微分環(huán)節(jié)（識(shí)別器）的 ，它使過(guò)程與模型輸出之比提前進(jìn)加法器。乘法器是將預(yù)估器的輸出乘以導(dǎo)前微分環(huán)節(jié)的輸出，然后送到調(diào)節(jié)器。這三個(gè)環(huán)節(jié)的作用量要根據(jù)模型和過(guò)程輸出信號(hào)之間的比值來(lái)提供

26、一個(gè)自動(dòng)校正預(yù)估器增益的信號(hào)。</p><p>　　其系統(tǒng)框圖如下圖圖2-3</p><p>　　2-3具有純滯后補(bǔ)償?shù)目刂葡到y(tǒng)</p><p>　　3、施密斯預(yù)估器設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1采樣周期T的選擇</p><p>　　采樣周期在計(jì)算機(jī)控制中是一個(gè)重要的參數(shù)。從信號(hào)保真度看，采樣周期不宜太長(zhǎng)，即采樣頻率

27、不應(yīng)該過(guò)低。Shannon采樣定理給出了下限角頻率ωs ≧2ωmax，ωmax為原信號(hào)的最高頻率；采樣周期應(yīng)盡可能的短，以使采樣后的離散信號(hào)可以近似于連續(xù)信號(hào)，數(shù)字控制具有接近于連續(xù)控制系統(tǒng)的質(zhì)量。但采樣頻率過(guò)高，將使得數(shù)據(jù)存數(shù)容量加大，計(jì)算工作量加大，并且采樣頻率高到一定程度，對(duì)系統(tǒng)性能的改善效果并不顯著。所以，我們要找到一個(gè)最佳的采樣周期。</p><p>　　純滯后較大不可忽略時(shí)，可選擇T在附近，當(dāng)純滯后占

28、主導(dǎo)地位時(shí)，可選擇T約為τ，再加上參考課本上表3.4擴(kuò)充響應(yīng)曲線法選擇數(shù)字PID參數(shù)計(jì)算公式，預(yù)選了=2，3，5，10。但是在matlab仿真時(shí)，=2,3系統(tǒng)發(fā)散，所以 還剩下=5，10?？紤]到采樣頻率過(guò)高，將使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量加大，計(jì)算工作量加大，所以選擇=5。則由公式τ=T得：T=τ/l=0.1。</p><p>　　3.2負(fù)反饋調(diào)節(jié)器D(z)的確定</p><p>　　D(z)為負(fù)反饋

29、調(diào)節(jié)器，通常使用PID控制規(guī)律。擴(kuò)充響應(yīng)曲線法是用于有純滯后的一階對(duì)象，因此依據(jù)課本中表4-2擴(kuò)充響應(yīng)曲線法選擇數(shù)字PID參數(shù)計(jì)算公式，而且前面已確定采樣周期T與純滯后時(shí)間常數(shù)τ的比值為0.05，因此選定的PID參數(shù)為：</p><p>　　=1.15，τ，τ為PID控制規(guī)律。</p><p>　　其中為被控對(duì)象時(shí)間常數(shù)，即=20，τ=2，/τ=10</p><p>

30、;<b>　　所以有：</b></p><p>　　=11.5 =4 </p><p>　　則PID控制器傳遞函數(shù)： =</p><p>　　將得到的模擬控制器用一階后向差分法離散化得到：</p><p>　　D(z)=D(s)|s==</p><p>　　3.3 Smith補(bǔ)償器Dτ(z

31、)的確定</p><p>　　其中，a=0.995 b=[1-]=0.005</p><p><b>　　差分方程為：</b></p><p><b>　　0.995</b></p><p>　　可以看出，Smith補(bǔ)償器的差分方程有項(xiàng)，即存在滯后5拍的信號(hào)，因此產(chǎn)生純滯后信號(hào)對(duì)純滯后補(bǔ)

32、償控制是至關(guān)重要的。純滯后信號(hào)可以用存儲(chǔ)單元法近似產(chǎn)生。</p><p>　　4.采用simulink系統(tǒng)仿真</p><p>　　本系統(tǒng)采用PID控制算法，用matlab下的Simulink工具箱搭建閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，加以1v的階躍信號(hào)，PID控制器系數(shù)，=11.5 =4 ，取反饋系數(shù)為1，使用Smith預(yù)估補(bǔ)償器的仿真結(jié)構(gòu)和輸出曲線分別入圖2-4所示： </p>

33、<p>　　圖2-4 Smith 算法的simulink仿真圖</p><p>　　5.Matlab系統(tǒng)仿真圖</p><p>　　其中PID控制器系數(shù)設(shè)置如下圖2-5</p><p><b>　　圖（2-5）</b></p><p>　　得到的系統(tǒng)仿真圖如下圖2-6</p><p&

34、gt;　　圖2-6 smith預(yù)估控制算法系統(tǒng)仿真圖</p><p>　　達(dá)林（Dahlin）控制算法的分析與設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.算法簡(jiǎn)介</b></p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，被控對(duì)象含有較大的純滯后特性。被控對(duì)象的純滯后時(shí)間使系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，動(dòng)態(tài)性能變壞，如容易引起超調(diào)和持續(xù)的振蕩。對(duì)象的純滯后特性給控制器的設(shè)計(jì)帶來(lái)

35、困難。一般的，當(dāng)對(duì)象的滯后時(shí)間與對(duì)象的慣性時(shí)間常數(shù)Tm之比超過(guò)0.5時(shí)，采用常規(guī)的控制算法很難獲得良好的控制性能。因此，具有純滯后特性對(duì)象屬于比較難以控制的一類(lèi)對(duì)象，對(duì)其控制需要采用特殊的處理方法。因此，對(duì)于滯后被控對(duì)象的控制問(wèn)題一直是自控領(lǐng)域比較關(guān)注的問(wèn)題。1968年美國(guó)IBM公司的大林針對(duì)被控對(duì)象具有純滯后特性的一類(lèi)對(duì)象提出了大林算法這一控制算法。</p><p>　　大林算法要求在選擇閉環(huán)Z傳遞函數(shù)時(shí)，采用

36、相當(dāng)于連續(xù)一節(jié)慣性環(huán)節(jié)的W（z）來(lái)代替最少拍多項(xiàng)式。如果對(duì)象含有純滯后，W（z）還應(yīng)包含有同樣純滯后環(huán)節(jié)（即要求閉環(huán)控制系統(tǒng)的純滯后時(shí)間等于被控對(duì)象的純滯后時(shí)間）。</p><p><b>　　算法具體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1采樣周期的選擇</p><p>　　一般要求在系統(tǒng)上升時(shí)間tr內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)</p><

37、;p><b>　　（3-1）</b></p><p>　　式3-1中：T為采樣周期（s）;tr為期望的階躍響應(yīng)的上升時(shí)間（s）;本系統(tǒng)要求tr=80(s),當(dāng)Nr值取16時(shí)，則采樣控制周期T=5(s)。</p><p>　　2.2確定期望閉環(huán)傳遞函數(shù)</p><p>　　大林控制的期望閉環(huán)傳函為其中純滯后時(shí)間取電阻爐的純滯后時(shí)間，即τ=2

38、(s);時(shí)間常數(shù)由期望上升時(shí)間tr確定，因?yàn)橐还?jié)系統(tǒng)的上升時(shí)間tr與時(shí)間常數(shù)的關(guān)系是,所以=80/2.2=36（s）。N==7.2。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中系統(tǒng)中采用的保持器為零階保持器，采用加零階保持器的Z變換，則與Φ(s)相對(duì)應(yīng)的整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的閉環(huán)Z傳遞函數(shù)為：</p><p><b>　　（3-2）</b></p><p>　　由此

39、，可得出大林算法所設(shè)計(jì)的控制器D（z）為：</p><p><b>　　（3-3）</b></p><p>　　其中 </p><p><b>　　（3-4）</b></p><p><b>　　又因?yàn)?</b></p>

40、<p><b>　　（3-5）</b></p><p>　　于是得到數(shù)字控制器為</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　3.simulink仿真連接圖</p><p>　　根據(jù)以

41、上數(shù)據(jù)做出simulink連接圖如下圖圖3-1</p><p>　　圖3-1 達(dá)林算法系統(tǒng)仿真連接圖</p><p>　　4.Matlab仿真曲線</p><p>　　仿真曲線如下圖3-2</p><p>　　圖3-2 達(dá)林算法系統(tǒng)仿真曲線圖</p><p><b>　　5.振鈴現(xiàn)象</b>

42、</p><p>　　所謂振鈴現(xiàn)象，是指數(shù)字控制器的數(shù)除以二分之一采樣頻率大幅度衰減的震蕩。由于被控對(duì)象中慣性環(huán)節(jié)的低通特性，使得這種震蕩對(duì)系統(tǒng)的輸出幾乎無(wú)任何影響。</p><p>　　系統(tǒng)的輸出Y（z）和數(shù)字控制器的輸出U(z)間有下列關(guān)系：</p><p>　　Y (z)=U(z)G(z)</p><p>　　系統(tǒng)的輸出和輸入函數(shù)的之間

43、有下列關(guān)系:</p><p>　　Y(z)=R(z)Φ(z)</p><p>　　由上面兩式得到數(shù)字控制器的輸出U(z)與輸入函數(shù)R(z)之間的關(guān)系： （3-6）</p><p>　　令 （3-7） </p&g

44、t;<p>　　顯然可由式（3-6）得到</p><p>　　表達(dá)了數(shù)字控制器的輸出與輸入函數(shù)在閉環(huán)時(shí)的關(guān)系，是分析振鈴現(xiàn)象的基礎(chǔ)。</p><p>　　帶純滯后一階慣性環(huán)節(jié)，其脈沖函數(shù)G(z)為式（3-2），閉環(huán)系統(tǒng)的期望傳遞函數(shù)為式（3-5），將兩式代入（3-7），得到的式子里求得極點(diǎn)z=，顯然他是大于零的。故得結(jié)論：在帶純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)組成的系統(tǒng)中，數(shù)字控制器輸出對(duì)

45、輸入的脈沖傳遞函數(shù)不存在負(fù)實(shí)軸上的極點(diǎn)，這種系統(tǒng)不存在振鈴現(xiàn)象。</p><p>　　五、達(dá)林算法、PID算法、Smith預(yù)估控制算法 三種算法比較</p><p><b>　　達(dá)林算法：</b></p><p>　　適合用于沒(méi)有超調(diào)或較小的超調(diào)，而對(duì)快速性要求不高的場(chǎng)合。</p><p><

46、;b>　　需要消除振鈴現(xiàn)象</b></p><p><b>　　PID算法：</b></p><p>　　PID控制多年來(lái)受到廣泛的的應(yīng)用，PID在解決快速性、穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量等問(wèn)題上具有很好的應(yīng)用。PID的調(diào)整時(shí)間，動(dòng)態(tài)性能都很好。但是PID也有需要改進(jìn)的地方。</p><p>　　該進(jìn)：1、積分項(xiàng)的改進(jìn)在PID控制中，積分

47、作用是消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制精度。但是很多時(shí)候積分作用又會(huì)對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)造成不良影響，是系統(tǒng)產(chǎn)生大的超調(diào)或時(shí)間震蕩。具體的改進(jìn)有 （1）積分項(xiàng)的改進(jìn)有積分分離法抗積分飽和法（2）微分項(xiàng)的改進(jìn)有不完全微分PID控制算法微分先行PID控制算法 </p><p>　　Smith預(yù)估控制算法：</p><p>　　適合用于較大純滯后系統(tǒng)的控制</p><p>　　因此就以

48、上各種算法設(shè)計(jì)，我覺(jué)得PID算法應(yīng)該是最理想的算法。</p><p>　　六、設(shè)計(jì)小節(jié)與心得體會(huì)</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們?cè)谶@學(xué)期學(xué)到的微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)這門(mén)課的理論知識(shí)的一個(gè)綜合測(cè)評(píng)，是對(duì)我們將理論結(jié)合時(shí)間的綜合能力的考查，是培養(yǎng)我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，是激發(fā)我們內(nèi)在創(chuàng)新意識(shí)的途徑。在此次課程設(shè)計(jì)中，我們學(xué)到了許多平時(shí)課堂上學(xué)不到的東西，比如：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與可行性分

49、析、電爐的設(shè)計(jì)與制作、器件的選型、程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試、系統(tǒng)的調(diào)試以及平時(shí)沒(méi)有接觸到的在線編程與相關(guān)軟件等等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我遇到了許多難以解決的問(wèn)題，通過(guò)去圖書(shū)館看書(shū)、上網(wǎng)查資料以及請(qǐng)教同學(xué)，努力最終一步一步得以解決。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，不僅鍛煉了我的動(dòng)手能力，更培養(yǎng)了我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，鞏固了我以前學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，促進(jìn)了我的自學(xué)能力。</p><p>　　通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我還了解了微機(jī)控制中DDC算法的基本概念

50、及其對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)應(yīng)用。什么樣的課程設(shè)計(jì)都離不開(kāi)理論與實(shí)際相結(jié)合的真理，設(shè)計(jì)過(guò)程中的方案選擇和參數(shù)設(shè)定使我進(jìn)一步深刻認(rèn)識(shí)到算法的控制對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的重要作用。一個(gè)細(xì)小的參數(shù)設(shè)定出現(xiàn)偏差，可能導(dǎo)致最后的性能指標(biāo)不和標(biāo)準(zhǔn)。所以選擇一個(gè)優(yōu)良的方案對(duì)于實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要。</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.于海生等編著 《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》