控制PID课程设计--- 水位系统的简单PID控制

1、 水位系统的简单水位系统的简单 PIDPID 控制控制 摘要摘要: 该双容水槽水位系统是通出水管和进水管流量的差值的大小来反应水位 的高低。运用经验调节法，通过一系列仿真实验，对实验结果进行分析，从而得 到 PID 控制参数，设计 PID 控制器，将其运用到实际系统中。通过 PID 控制器， 减小了其稳态误差，相对减小了超调量以及超调时间。 关键字：关键字：PID 调节器，simulink 仿真，双容水槽 Abstrack: This liquid level control system of the double water tanks is to use the differences

2、of output and input of the water pipe to reflect the height of the water level .With the way of experience ,a lot of simulation and analyzing of the result to design the PID controller and put it into practice .With the PID controller ,reduce the steady state error ,the overshoot and the setting tim

3、e. Key words: PID controller ,simulink ,the double water tanks 1. 引言引言：在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、 微分控制，简称 PID 控制，又称 PID 调节。PID 控制器问世至今已有近 70 年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工 业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得 不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器 的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用 PID 控制技术 最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象或不能通

4、过有效 的测量手段来获得系统参数时，最适合用 PID 控制技术。 2. 理论基础：理论基础： （1）比例 P 控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号 成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。 （2）积分（I）控制 在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对 一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统 是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引 入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分 项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它 推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+ 积分（PI）控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 （3）微分（D）控制 在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化 率）成正比关系。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其 原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后（delay）组件，具有抑 制误差的作用，其变化总是落后于误差