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PID控制是偏差的比例、积分、微分控制的简称,它具有的特点包括原理比较简单、参数整定方便、适用面广、易于实现以及效果显著等等。在当今应用的工业控制器中,有半数以上的控制器都采用了PID控制或变形PID控制方案。本课题主要是针对比例、积分和微分三个参数的调整算法进行研究以及开发其相应的参数调整软件。
本文首先介绍了PID控制的背景以及发展历程,同时简述了PID参数调整软件的发展概况,并以此引出本文的主要研究内容;其次对传统PID控制算法中的比例控制算法、积分控制算法和微分控制算法进行了改进研究,并给出相应的改正方法;接下来对PID智能控制算法中的模糊控制进行了研究,并建立了比例、积分和微分三个参数的模糊控制规则表,同时给出了隶属函数;第四部分着重介绍了本次课题的软件设计主题,并将之前得到的相关控制算法用软件来加以实现。软件分为四部分内容:第一部分可以通过手动或自动方式来实现PID参数的调节功能,并可以显示出相应的调整效果图;第二部分的系统性能诊断功能可以对系统进行动态测试、静态测试、增益测试,编码器测试以及反馈极性测试;第三部分可以对系统的绝对稳定性测试、开换频率响应以及闭环频率响应进行测试,并给出测试结果;最后一部分为示波器功能,对象的选择可以从一个轴到四个轴,并可相应的显示电机实时的实际位置、命令位置和误差位置,也可连续的显示电机的相应位置值,运动的轨迹图会在图示区显示出来;本文的最后一部分主要是给出了该软件在实际实验过程中的运行效果图;并通过软件对结果进行验证,最终可证实该课题研究的价值性与实用性。