基于基于MATLAB的的PID控制系统参数调节方案控制系统参数调节方案
导读：实际工程中由于PID 控制多重应用型优点（如，结构简单、调整方便、稳定性好、工作可靠等），因此
它还是应用广泛的调节器控制规律，或是基于基本PID 控制的各种改进型PID 控制。 1. PID 控制系统原理
及算法 当我们不能将被控对象的结构和参数完全地掌握，或者是不能得到的数学模型时，在这种情况下便
捷的方法便是采用PID 控制技术。为了使控制系统满足性能指标要求，PID 控制器一般地是依据设定值与实际值
的误差，利用比例（P）、积分（I）、微分（D）等基本控制规律，或者是三者进行适当地配合形成相关的复合
控制规律，例如，PD、PI、PID 等。 图1 是典型PID 控制系统结
导读：实际工程中由于导读：实际工程中由于PID 控制多重应用型优点（如，结构简单、调整方便、稳定性好、工作可靠等），因此它还是应用广泛控制多重应用型优点（如，结构简单、调整方便、稳定性好、工作可靠等），因此它还是应用广泛
的调节器控制规律，或是基于基本的调节器控制规律，或是基于基本PID 控制的各种改进型控制的各种改进型PID 控制。控制。
1. PID 控制系统原理及算法控制系统原理及算法
当我们不能将被控对象的结构和参数完全地掌握，或者是不能得到的数学模型时，在这种情况下便捷的方法便是采用PID
控制技术。为了使控制系统满足性能指标要求，PID 控制器一般地是依据设定值与实际值的误差，利用比例（P）、积分
（I）、微分（D）等基本控制规律，或者是三者进行适当地配合形成相关的复合控制规律，例如，PD、PI、PID 等。
图1 是典型PID 控制系统结构图。在PID 调节器作用下，对误差信号分别进行比例、积分、微分组合控制。调节器的输出
量作为被控对象的输入控制量。
图1 典型PID控制系统结构图
PID 控制器主要是依据给定值r（t）与实际输出值y（t）构成控制偏差，用公式表示即e（t）=r（t）-y（t），它本身属于
一种线性控制器。通过线性组合偏差的比例（P）、积分（I）、微分（D），将三者构成控制量，进而控制受控对象。控制规
律如下：
其传递函数为：
式中：Kp--比例系数； Ti--积分时间常数； Td--微分时间常数。
2. PID 控制器的控制器的MATLAB 仿真仿真
美国MathWorks 公司推出的MATLAB 是一套具备高性能的数值计算和可视化软件。由于MATLAB 可以将矩阵运算、图形
显示、信号处理以及数值分析集于一体，构造出的用户环境使用方便、界面友好，因此MATLAB 受到众多科研工作者的欢
迎。本文利用MATLAB 仿真工具箱Simulink 的功能，在基于仿真环境Matlab/Simulink 工具上用图形化方法直接建立仿真系统
模型，启动仿真过程，将结果在示波器上显示出来。
3. 仿真实例分析仿真实例分析
3.1 建立数学建模
设被控对象等效传递函数为
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