MATLAB仿真实验：PID控制算法优化与课程设计

该计算机控制课程设计主要围绕PID控制算法的MATLAB仿真展开，针对自动化专业的学生，目标是深化理解和实践PID算法的基本理论，以及提高在实际控制系统设计中的编程能力。设计的核心内容包括： 1. 课程设计目的：通过本项目，学生要巩固PID算法的理解，了解其在工业控制中的广泛应用，如纯滞后环节的模型设定。此外，还旨在熟悉MATLAB语言，增强系统程序设计技能。 2. 任务内容与步骤： - PID参数整定是关键环节，课程设计选取了扩充临界比例度法，通过逐步增加比例系数，观察系统在不同比例度下的响应，找到临界点和振荡周期，从而确定控制器参数。 - MATLAB仿真中，学生需要编写代码实现PID控制，并观察系统的阶跃响应。初始设置可能导致超调大，暂态性能差，这时需要调整参数，如减小采样周期以提高响应平滑性，通过增大积分时间常数维持系统的稳定性。 3. 实践过程：学生需要通过仿真模拟，调整PID参数如比例系数KP、积分时间Ti和微分时间Td，以优化控制效果。例如，通过仿真得出的参数可能为，然后利用这些参数得到的系统阶跃响应曲线，分析其性能并进行优化。 整个设计过程强调了理论与实践的结合，不仅要求学生掌握PID控制的基础知识，还要求他们具备实际操作和问题解决的能力，通过MATLAB的仿真环境，能够灵活运用PID算法来改善控制系统性能。完成这项设计将有助于学生在实际工程中更好地应用PID控制技术。