1、毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 基于 MATLAB 的先进 PID 控制 一、课题研究意义及现状 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 控制器问世至今又近 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，控制理论的其他技术很难以采用是，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场来确定，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，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合 P
2、ID 控制技术。 PID 控制实际中也有 PI 和 PD 控制。 PID 控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。 由于 PID 控制中，参数的设定十分关键，许多学者对 PID 参数的选取方法进行了研究，目前常见的几种先进 PID 控制方法：基于 LQR 方法的 PID 控制、基于干扰观测器的PID 控制、非线性系统的 PID 鲁棒控制、一类非线性 PID 控制、基于重复控制补偿的高精度 PID 控制、基于零相差前馈补偿的 PID 控制、基于卡尔曼滤波器的 PID 控制、单级倒立摆的 PID 控制、吊车 -双摆系统的控制、 基于 Anti-windup 的 PID
3、控制、基于 PD 增益自适应调节的模型参考自适应控制。 本课题主要研究基于 MATLAB 的先进 PID 控制，利用 MATLAB 软件实现传统 PID 控制及先进 PID 控制的设计。 二、课题研究的主要内容和预期目标 主要研究如何应用 MATLAB 实现先进 PID 控制。基本要求： （ 1）掌握 PID 的基本原理及其几种先进 PID 控制算法； （ 2）掌握 MATLAB 软件中 GUIDE 工具， Simulink 工具的使用； （ 3）用 MATLAB 软件实现先进 PID 控制，完成仿真实验， 并对几种先进 PID 控制算法进行比较 . 三、课题研究的方法及措施 1、检索相关文献
4、，了解相关技术背景、成果及方案，并学习故障诊断的相关内容。 2、在完成步骤 1 的基础上，学习 PID 控制的基本原理。 3、在完成步骤 1、 2 的基础上给出设计过程：数据的提取、分析、处理。 4、完成基于 MATLAB 的先进 PID 的设计。 5、用 MATLAB 软件实现算法，完成仿真实验。 6、技术文档总结，完成毕业论文。 四、课题研究进度计划 2010.10.17-2010.11.3： 分析任务，收集资料，完成开题报告、文献综述、外文翻译 2010.11.3-2010.12.8 初步完成先进 PID 控制的算法研究部分2010.12.13-2010.12.31 完成先进 PID 控
5、制的仿真实验，验证比较实验结果，并撰写论文初稿 2011.1.5-2011.3.10 设计作品完善，论文修改 . 五、 参考文献 1 杨智 ,朱海峰 ,黄以华 . PID 控制器设计与参数整定方法综述 J.化工自动 化及仪表， 2005,32(5):1-7. 2 王伟 ,张晶涛 ,柴天佑 .PID 参数先进整定方法综述 J.自动化学报， 2000， 5, 26（ 3）： 247-348. 3 朱笑花，谷凌雁 .先进 PID 控制工具箱的开发与应用 J.自动化与仪器仪表， 2009（ 3）， 42. 4 贺居锋 .基于 MATLAB/SIMULINK/GUI 的工具箱设计 D. 东北大学 ,20
6、05， 02. 5 马建伟，李银伢 .满意 PID 控制设计理论与设计 M.北京：科学出版社， 2007， 8：87-88. 6 薛定宇 .反馈控制系统设计与分析 MATLAB 语言应用 M.北京：清华大学出版社， 2000， 4： 250-262 7 邹治军，张晓江 .基于 MATLAB 的 PID 控制 器设计算法及其实现 J.仪器仪表用户，2005,12(5):81-83. 8 Hung-Cheng Chen, Sheng-Hsiung Chang.Genetic Algorithms Based Optimization Design of a PID PID Controller f
7、or an Active Magnetic BearingJ.IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security.2006,6(12):95-99. 9 高林中基于 MATLAB 的 PID 控制器设计 J山西煤炭管理干部学院学报， 2007，4： 150 151. 10 A.O Dwyer.Handbook of PI and PID Controller Tuning Rules.London.Imperial College Press,2003. 11 刘金锟先进 PID 控制及其 MATLAB 仿真 M.北京：电子工业出版社， 2003.
