MATLAB仿真：PID控制算法在自动化系统中的参数整定与优化

该文档是一份关于《计算机控制技术》课程设计的详细报告，聚焦于PID控制算法的MATLAB仿真实验研究。设计者是自动化专业三年级的学生，旨在通过本次实践加深对PID算法的理解，包括其基本理论、数字控制器实现以及在实际应用中的特性。MATLAB语言在这个过程中扮演了关键角色，作为控制系统设计的工具，它帮助学生提升编程和设计能力。 设计的核心内容围绕PID控制器参数的优化展开，PID算法以其简单易用和优良的控制效果被广泛应用于工业控制中。设计者选择了带纯滞后的一阶惯性环节作为被控对象模型，其传递函数包含三个参数。设计者采用扩充临界比例度法来整定PID参数，首先设定合适的采样周期，然后逐步增大比例系数KP，直至观察到系统出现持续等幅震荡，以此确定临界比例度和振荡周期。这个过程中，MATLAB被用于绘制系统的阶跃响应曲线，显示出初始状态下可能存在的暂态性能问题，如超调大、响应不平滑。 为了改进系统性能，设计者提出通过减小采样周期来平滑响应曲线，这是对控制器参数调整的一个重要策略。此外，文档还提到了其他参数整定方法，如理论整定法、模糊自适应参数整定和遗传算法参数整定，表明在PID参数的选择上，有多种可能的途径和技术可以探索。 这份文档不仅涵盖了PID控制算法的基本理论，而且提供了实际应用中的参数整定过程和MATLAB编程示例，对于学习者来说，这是一份实用的参考资料，可以帮助他们理解PID控制在计算机控制领域的实际操作和优化技巧。