临界比例带法matlab开发单回路控制系统PID参数整定程序

临界比例带法是一种常用的PID参数整定方法，可以利用matlab进行开发单回路控制系统PID参数整定程序。其主要步骤如下：

1. 确定被控对象的数学模型，包括传递函数或状态方程等。

2. 设计PID控制器模型，包括比例系数Kp、积分时间Ti、微分时间Td等。

3. 利用matlab中的控制系统工具箱中的pidtune函数，对PID控制器进行自动整定，得到初值。

4. 利用临界比例带法计算最佳的控制器参数，包括比例系数、积分时间和微分时间等。

5. 对比仿真结果，根据性能指标逐步调整Kp、Ti、Td的值，以达到控制系统的要求。

以下是一个简单的matlab代码示例：

% 定义被控对象的传递函数
G = tf([1],[1 2 1]);

% 设计PID控制器模型
Kp = 1;
Ti = 1;
Td = 0.1;
C = pid(Kp, Ti, Td);

% 利用pidtune函数对PID控制器进行自动整定
[~,~,Kp,Ti,Td] = pidtune(G, C);

% 利用临界比例带法计算最佳的控制器参数
Ku = 1.2; % 从步跃响应曲线上找到临界比例系数Ku
Pu = 1.8; % 从步跃响应曲线上找到临界周期Pu
Kp = 0.6*Ku;
Ti = 0.5*Pu;
Td = 0.125*Pu;

% 设定性能指标
OS = 10; % 超调量
Ts = 1; % 调节时间

% 进行仿真
C = pid(Kp, Ti, Td);
T = feedback(C*G,1);
t = 0:0.01:10;
[y,t] = step(T,t);
stepinfo(T)

% 调整参数
C = pid(Kp*1.1, Ti*0.9, Td*1.2); % 调整比例系数Kp、积分时间Ti、微分时间Td的值

% 再次进行仿真
T = feedback(C*G,1);
t = 0:0.01:10;
[y,t] = step(T,t);
stepinfo(T)

在以上代码示例中，首先定义被控对象的传递函数G，然后利用pid函数设计PID控制器模型。接着，利用pidtune函数对PID控制器进行自动整定，得到初值。然后利用临界比例带法计算最佳的控制器参数，最终得到满足要求的控制器参数。最后设定性能指标，进行仿真，并根据性能指标逐步调整Kp、Ti、Td的值，最终得到满足要求的控制器参数。