PID实验报告

pid控制实验报告

pid控制实验报告实验报告：PID控制一、实验目的通过本实验，我们的目的是深入了解PID（比例、积分、微分）控制算法，理解其在实际控制中的应用，掌握PID参数的调整方法。

二、实验原理PID控制是依据被控对象的误差（偏差）与时间的积分、微分关系来确定控制器输出的控制方式。

具体来说，PID控制器输出的控制量=Kp*（当前误差+上次误差*dt+所有误差的积分），其中Kp、Ki和Kd分别为比例系数、积分系数和微分系数。

它通过对偏差的补偿，使得被控对象能够在振荡绕过设定值、稳定达到设定值的过程中快速、准确定位设定值。

三、实验设备本实验采用的设备为PID控制器、液晶显示屏、电压控制电机和传感器。

四、实验步骤1. 首先，我们需要将系统设为手动调节状态，关闭控制器。

2. 然后，我们将传感器和记录仪建立起连接。

3. 将系统调整为自动控制状态，让控制器自行计算控制量、作出相应控制。

4. 调整PID控制器的Kp系数，以调整控制精度。

5. 调整PID控制器的Ki系数，以调整控制的灵敏度。

6. 调整PID控制器的Kd系数，以调整控制器的稳定性。

7. 最终完成调整后，我们可以用振荡器数据展示出来实验结果。

五、实验结果在完成调整后，我们得出的控制器输出的控制量稳定在理论值附近，在控制精度与控制的灵敏度达到较好平衡的情况下，控制器的稳定性得到了保证。

实验结果具有较好指导意义。

六、结论本实验通过掌握PID控制算法的实际应用方法，以及对参数的合理设置为基础，完成了对PID控制器各参数调整技巧的掌握，极大地丰富了实验基础技能。

同时，实验结果为之后的实际应用提供了参考，有着极其重要的现实意义。

数字PID算法研究实验报告

实验二数字PID调节器算法的研究（实验报告）姓名:王国华学号: 201046820420 班级: 电气F1004实验指导老师: 孙红鸽成绩: _________一、实验目的1. 学习并熟悉常规的数字PID控制算法的原理；2. 学习并熟悉积分分离PID控制算法的原理；3. 掌握具有数字PID调节器控制系统的实验和调节器参数的整定方法。

二、实验步骤1.实验接线1.1按图4-1和图4-2连接一个二阶被控对象闭环控制系统的电路；1.2该电路的输出与数据采集卡的输入端AD1相连, 电路的输入与数据采集卡的输出端DA1相连；1.3待检查电路接线无误后, 打开实验平台的电源总开关, 并将锁零单元的锁零按钮处于“解锁”状态。

2.脚本程序运行2.1启动计算机, 在桌面双击图标“THBCC-1”, 运行实验软件；2.2顺序点击虚拟示波器界面上的“”按钮和工具栏上的“”按钮(脚本编程器)；2.3在脚本编辑器窗口的文件菜单下点击“打开”按钮, 并在“计算机控制算法VBS\计算机控制技术基础算法\数字PID调器算法”文件夹下选中“位置式PID”脚本程序并打开, 阅读、理解该程序, 然后点击脚本编辑器窗口的调试菜单下“步长设置”, 将脚本算法的运行步长设为100ms；2.4点击脚本编辑器窗口的调试菜单下“启动”；用虚拟示波器观察图4-2输出端的响应曲线；2.5点击脚本编辑器的调试菜单下“停止”, 利用扩充响应曲线法（参考本实验附录4）整定PID控制器的P、I、D及系统采样时间Ts等参数, 然后再运行。

在整定过程中注意观察参数的变化对系统动态性能的影响；2.6 参考步骤2.4.2.4和2.5, 用同样的方法分别运行增量式PID和积分分离PID 脚本程序, 并整定PID控制器的P、I、D及系统采样时间Ts等参数, 然后观察参数的变化对系统动态性能的影响。

另外在积分分离PID程序运行过程中, 注意不同的分离阈值tem对系统动态性能的影响；2.7 实验结束后, 关闭脚本编辑器窗口, 退出实验软件。

pid实验报告PID实验报告引言：PID控制器是一种常用的自动控制器，它通过调整输出信号来使被控对象的实际值与期望值尽可能接近。

在本次实验中，我们将通过设计一个PID控制器来控制一个温度系统，以验证PID控制器的性能和效果。

实验目的：1. 理解PID控制器的原理和工作方式；2. 掌握PID控制器的参数调节方法；3. 验证PID控制器在温度控制系统中的应用效果。

实验装置：1. 温度传感器：用于测量被控对象的温度；2. 控制器：采用PID控制算法，根据测量值和设定值计算控制信号；3. 加热器：根据控制信号调节加热功率；4. 温度系统：被控对象，通过加热器调节温度。

实验步骤：1. 搭建实验装置：将温度传感器放置在温度系统中，连接到控制器的输入端；将控制器的输出端连接到加热器；2. 参数调节：根据实际情况，初步设定PID控制器的参数，包括比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td；3. 实验运行：设置温度设定值，观察温度系统的响应，并记录数据；4. 参数优化：根据实验结果，调整PID控制器的参数，使温度系统的响应更加稳定和准确；5. 重复实验：反复进行参数调节和实验运行，直到达到满意的控制效果。

实验结果：通过多次实验和参数调节，我们得到了一个较为理想的PID控制器参数设置，使温度系统的响应速度较快且稳定。

实验结果表明，PID控制器能够有效地控制温度系统，使其实际温度与设定值之间的误差保持在可接受范围内。

讨论与分析：1. 比例系数Kp的调节：较大的Kp值会使系统响应速度快，但可能导致系统震荡；较小的Kp值则会使系统的稳定性提高，但响应速度较慢。

因此，在实际应用中需要根据具体要求进行调节。

2. 积分时间Ti的调节：较大的Ti值可以减小系统的稳态误差，但可能导致系统响应速度变慢和超调现象；较小的Ti值则会使系统的响应速度提高，但可能导致稳态误差增大。

因此，需要在稳态误差和响应速度之间进行权衡。

3. 微分时间Td的调节：较大的Td值可以提高系统的稳定性，减小超调现象，但可能导致系统响应速度变慢；较小的Td值则会使系统的响应速度提高，但可能导致系统震荡。

PID仿真实验报告

PID仿真实验报告PID控制是一种经典的控制方法，被广泛应用于工业自动化控制系统中。

本次实验主要针对PID控制器的参数调整方法进行仿真研究。

实验目的：1.研究PID控制器的工作原理；2.了解PID参数调整的方法；3.通过仿真实验比较不同PID参数对系统控制性能的影响。

实验原理：PID控制器由比例（P）、积分（I）、微分（D）三个控制部分组成。

比例控制：输出与误差成比例，用来修正系统集成误差；积分控制：输出与误差的积分关系成比例，用来修正系统持续存在的静态误差；微分控制：输出与误差变化率成比例，用来修正系统的瞬态过程。

PID参数调整方法有很多种，常见的有经验法、Ziegler-Nichols法和优化算法等。

实验中我们使用经验法进行调整，根据系统特性来进行手动参数调整。

实验装置与步骤：实验装置：MATLAB/Simulink软件、PID控制器模型、被控对象模型。

实验步骤：1. 在Simulink中建立PID控制器模型和被控对象模型；2.设定PID控制器的初始参数；3.运行仿真模型，并记录系统的响应曲线；4.根据系统响应曲线，手动调整PID参数；5.重复第3步和第4步，直到系统的响应满足要求。

实验结果与分析：从图中可以看出，系统的响应曲线中存在较大的超调量和震荡，说明初始的PID参数对系统控制性能影响较大。

从图中可以看出，系统的响应曲线较为平稳，没有出现明显的超调和震荡。

说明手动调整后的PID参数能够使系统达到较好的控制效果。

总结与结论：通过本次实验，我们对PID控制器的参数调整方法进行了研究。

通过手动调整PID参数，我们能够改善系统的控制性能，提高系统的响应速度和稳定性。

这为工业自动化控制系统的设计和优化提供了参考。

需要注意的是，PID参数的调整是一个复杂的工作，需要结合具体的控制对象和要求进行综合考虑。

而且，不同的参数调整方法可能适用于不同的控制对象和场景。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的参数调整方法，并进行实验验证。

PID仿真实验报告

PID仿真实验报告PID控制算法是一种重要的控制算法，被广泛应用于工业控制系统中。

本文通过仿真实验的方式，对PID控制算法进行了验证和分析。

一、实验目的1.了解PID控制算法的基本原理和调节方法；2. 掌握MATLAB/Simulink软件的使用，进行PID控制实验仿真；3.验证PID控制算法的稳定性和性能。

二、实验内容本次实验选择一个常见的控制系统模型，以电感驱动的直流电机控制系统为例。

通过PID控制算法对该系统进行控制，观察系统的响应特性。

三、实验步骤1.搭建电感驱动的直流电机控制系统模型，包括电感、直流电机、PID控制器等组成部分；2.设置PID控制器的参数，包括比例增益Kp、积分时间Ti、微分时间Td等；3.进行仿真实验，输入适当的控制信号，观察系统的响应曲线；4.调节PID控制器的参数，尝试不同的调节方法，观察响应曲线的变化，寻找合适的参数。

四、实验结果与分析1.首先，设置PID控制器的参数为Kp=1，Ti=1，Td=0，进行仿真实验。

观察到系统的响应曲线，并记录与分析曲线的特点；2.其次，调整PID控制器的参数，如增大比例增益Kp，观察系统的响应曲线的变化；3.最后，调整积分时间Ti和微分时间Td，观察系统的响应曲线的变化。

通过实验结果与分析，可以得到以下结论：1.PID控制算法能够有效地控制系统，并实现稳定的控制；2.比例增益Kp对系统的超调量有较大的影响，增大Kp可以减小超调量，但也会增加系统的稳定时间；3.积分时间Ti对系统的稳态误差有较大的影响，增大Ti可以减小稳态误差，但也会增加系统的超调量；4.微分时间Td对系统的响应速度有较大的影响，增大Td可以增加系统的响应速度，但可能会引起系统的振荡。

五、实验总结通过本次实验，我深入理解了PID控制算法的原理和调节方法。

同时，通过对实验结果的分析，我也了解了PID控制算法的稳定性和性能。

在实际工程应用中，需要根据具体的控制对象，合理选择PID控制器的参数，并进行调节优化，以获得理想的控制效果。

pid控制实验报告

pid控制实验报告PID控制实验报告引言PID控制是一种常用的控制算法，广泛应用于工业自动化系统中。

本实验旨在通过实际的PID控制实验，验证PID控制算法的效果和优势，并对PID控制的原理、参数调节方法等进行探讨和分析。

一、实验目的本次实验的目的是通过一个简单的温度控制系统，使用PID控制算法来实现温度的稳定控制。

通过实验，验证PID控制算法的有效性和优越性，掌握PID控制的基本原理和参数调节方法。

二、实验设备和原理本实验所用的设备为一个温度控制系统，包括一个温度传感器、一个加热器和一个控制器。

温度传感器用于实时检测环境温度，加热器用于调节环境温度，控制器用于实现PID控制算法。

PID控制算法是基于误差的反馈控制算法，其主要原理是通过不断地调整控制器的输出信号，使得系统的实际输出与期望输出之间的误差最小化。

PID控制算法由比例控制、积分控制和微分控制三部分组成。

比例控制通过比例系数调整控制器的输出信号与误差的线性关系；积分控制通过积分系数调整控制器的输出信号与误差的积分关系；微分控制通过微分系数调整控制器的输出信号与误差的微分关系。

通过合理调节这三个系数，可以实现对系统的精确控制。

三、实验步骤1. 搭建温度控制系统：将温度传感器、加热器和控制器连接在一起，确保信号传输的正常。

2. 设置期望温度：根据实验要求，设置一个期望的温度作为控制目标。

3. 调节PID参数：根据实验的具体要求和系统的特性，调节PID控制器的比例系数、积分系数和微分系数，使得系统的响应速度和稳定性达到最佳状态。

4. 开始实验：启动温度控制系统，观察实际温度与期望温度的变化情况，记录实验数据。

5. 数据分析：根据实验数据，分析PID控制算法的效果和优势，总结实验结果。

四、实验结果与讨论通过实验，我们得到了一系列的实验数据。

根据这些数据，我们可以进行进一步的分析和讨论。

首先，我们观察到在PID控制下，温度的稳定性得到了显著的提高。

PID实验报告

PID实验报告杨晓丹 | 微机原理 | 2015年4月9日一、实验内容及目的对一阶系统加入PID 控制，D/A 及A/D 转换，系统的初始量，用MATLAB 进行仿真。

并更改A/D 与D/A 的精度，PID 的输出值，观察响应曲线的变化。

通过自行编写代码，理解D/A 以及A/D 的转换方法。

通过观察D/A 和A/D 转换范围、精度变化后曲线的变化，理解实际系统与理想仿真的区别。

二、实验方案内容1. 系统建模一阶系统的传递函数为()()()1Y s k G s X s Ts ==+ 反拉普拉斯变换后为()'()()Ty t y t kx t += 则()()()'kx t y t y t T-= 化为差分方程()()()()*kx t y t y t t y t t T-+∆=+∆ 设k=1,T=200,kp=3.33,ki=0.0333。

2. 实现12位精度的A/D 和D/A 转换设y 为系统的输出，y0为系统的初始状态，kp 、ki 、kd 为PID 的参数，r 为给定值，e 为PID 的输入量，u 为PID 的输出量，u1为D/A 接收到的数字量，u2为D/A 输出的模拟量，du 为偏移量，H 为模拟量转换的上限，L 为模拟量转换的下限。

1)无溢出时A/D和D/A的转换方法由于A/D输出为0x000到0xFFF的数字量，接受的是0到1.0的模拟量（4-20mA），所以先要将模拟量归一化。

还要将归一化后的模拟量转换为数字量，由于数字量为定点数，将0x000至0xFFF视为0x0.000和0x0.FFF。

例如ya=(y-L)/（H-L），就将系统输出y转换为0到1.0的模拟量。

yd=int32(ya*2^12)，就将ya转换为数字量。

对于D/A，则是一相反的过程，先将数字量转换为模拟量，再将模拟量还原。

例如ua=double(ud)/2^12，将数字量转换为模拟量，u=ua*(H-L)+L，将模拟量还原。

PID算法实验报告

实验三 PID算法实验报告一、实验目的设计最少拍有纹波控制器过程中，在已知偏差的情况下求控制量，即在已知误差曲线的情况下，绘出控制曲线图。

二、实验内容本实验选用VB 6.0作为编程软件，根据差分方程u(k)=0.282 u(k-1)+0.718 u(k-2)+0.5434 e(k) –0.4716e(k-1)+0.1e（k-2）可知，所需要的变量为u(k-1)，u(k-2)，e(k)，e(k-1)，e(k-2），其中偏差量e(k)，e(k-1)，e(k-2）直接输入程序，另外每次计算后需要先将u（k-1）的值赋给u(k-2)，再将u（k）的值赋给u(k-1)。

以下为该设计实验的误差曲线：误差曲线程序如下：Private Sub Command1_Click()Dim e(-1 To 10) As SingleDim u(-1 To 10) As SingleDim k As Integer, i%e(-1) = e(0) = e(1) = e(3) = e(4) = e(5) = e(6) = e(7) = e(8) = e(9) = e(10) = 0: e(2) = 1: u(0) = 0: u(-1) = 0 ‘对于不同的偏差，需要改变e（k）值For k = 1 To 10u(k) = 0.282 * u(k - 1) + 0.718 * u(k - 2) + 0.5434 * e(k) - 0.4716 * e(k - 1) + 0.1 * e(k - 2)Print "u(" & k & ") = "; u(k)Next kEnd Sub三、实验数据e（k）分别等于[0，1，0，0，0，0，0，0，0，0]，结果如下：u（1）= 0u（2）= 0.5434u（3）= - 0.3184u（4）= 0.4004u（5）= - 0.1157u（6）= 0.2549u（7）= - 0.1119u（8）= 0.1798u（9）= 0.0427u（10）= 0.1412以下为求得的控制曲线：控制曲线。

pid控制实验报告[最新版]

pid控制实验报告pid控制实验报告篇一：PID控制实验报告实验二数字PID控制计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。

因此连续PID控制算法不能直接使用，需要采用离散化方法。

在计算机PID控制中，使用的是数字PID控制器。

一、位置式PID控制算法按模拟PID控制算法，以一系列的采样时刻点kT代表连续时间t，以矩形法数值积分近似代替积分，以一阶后向差分近似代替微分，可得离散PID位置式表达式：Tu T ?kpeu=para; J=0.0067;B=0.1; dy=zeros= y= -+ = k*ts; %time中存放着各采样时刻rineu_1=uerror_1=error;%误差信号更新图2-1 Simulink仿真程序其程序运行结果如表2所示。

Matlab输出结果errori = error_1 = 表2 例4程序运行结果三、离散系统的数字PID控制仿真1．Ex5 设被控对象为G?num 仿真程序：ex5.m%PID Controller clear all; close all;篇二：自动控制实验报告六-数字PID控制实验六数字PID控制一、实验目的1．研究PID控制器的参数对系统稳定性及过渡过程的影响。

2．研究采样周期T对系统特性的影响。

3．研究I型系统及系统的稳定误差。

二、实验仪器1．EL-AT-III型自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台三、实验内容1．系统结构图如6-1图。

图6-1 系统结构图图中 Gc（s）=Kp（1+Ki/s+Kds） Gh（s）=（1－e）/s Gp1（s）=5/（（0.5s+1）（0.1s+1）） Gp2（s）=1/（s（0.1s+1））-TS 2．开环系统（被控制对象）的模拟电路图如图6-2和图6-3，其中图6-2对应GP1（s）,图6-3对应Gp2（s）。

图6-2 开环系统结构图1 图6-3开环系统结构图2 3．被控对象GP1（s）为“0型”系统，采用PI控制或PID控制，可使系统变为“I型”系统，被控对象Gp2（s）为“I型”系统，采用PI控制或PID控制可使系统变成“II型”系统。

pid 实验报告

pid 实验报告PID 实验报告引言在自动控制领域中，PID（比例-积分-微分）控制器是一种常见且广泛应用的控制算法。

本实验旨在通过实际应用和实验验证，探讨PID控制器的原理、特点以及在工程领域中的应用。

一、PID控制器的原理PID控制器是一种反馈控制算法，其基本原理是根据系统的误差信号进行调整，以达到期望的控制效果。

PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。

1.1 比例控制（P）比例控制是根据误差的大小来调整输出信号的幅度，其公式为：P = Kp * e(t)其中，P为比例控制的输出，Kp为比例增益，e(t)为当前时刻的误差。

1.2 积分控制（I）积分控制是根据误差的累积值来调整输出信号的幅度，其公式为：I = Ki * ∫e(t)dt其中，I为积分控制的输出，Ki为积分增益，∫e(t)dt为误差的累积值。

1.3 微分控制（D）微分控制是根据误差变化的速率来调整输出信号的幅度，其公式为：D = Kd * de(t)/dt其中，D为微分控制的输出，Kd为微分增益，de(t)/dt为误差的变化率。

综合以上三个部分，PID控制器的输出为：PID = P + I + D二、PID控制器的特点2.1 稳定性PID控制器具有良好的稳定性，能够在系统受到外界扰动时，通过调整输出信号来保持系统的稳定运行。

2.2 响应速度PID控制器能够根据误差的大小和变化率来调整输出信号，从而实现快速响应。

当误差较大且变化迅速时，PID控制器会加大输出信号的幅度，以尽快达到期望值。

2.3 鲁棒性PID控制器对于系统参数的变化和外界干扰具有一定的鲁棒性。

通过合理设置PID参数，可以使系统在一定范围内保持稳定性和良好的控制效果。

三、PID控制器在工程领域中的应用PID控制器广泛应用于各个工程领域，如温度控制、速度控制、位置控制等。

3.1 温度控制在工业生产中，许多过程需要对温度进行控制，以确保产品质量和生产效率。

pid的控制作用实验报告

pid的控制作用实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入研究和理解 PID（比例积分微分）控制器在控制系统中的作用，并通过实际实验观察和分析其对系统性能的影响。

二、实验原理PID 控制器是一种常见的反馈控制算法，它由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。

比例控制部分根据误差的大小成比例地调整控制输出，其作用是快速减少误差，但不能完全消除稳态误差。

积分控制部分则对误差进行积分，随着时间的积累，积分项可以消除稳态误差，但可能会导致系统响应变慢。

微分控制部分根据误差的变化率来调整控制输出，它能够预测误差的变化趋势，提前进行调整，从而改善系统的动态性能，减少超调量和调节时间。

PID 控制器的输出为这三个部分的总和：＄u(t) ＝ K_p e(t) ＋ K_i＼int_{0}＾｛t} e(＼tau) d\tau ＋ K_d ＼frac{de(t)｝｛dt}＄其中，＄u(t)＄是控制器的输出，＄e(t)＄是设定值与实际值之间的误差，＄K_p$ 是比例系数，＄K_i$ 是积分系数，＄K_d$ 是微分系数。

三、实验设备与环境1、实验设备控制器：采用可编程逻辑控制器（PLC）或微控制器作为 PID 控制器。

执行机构：例如电机、阀门等。

传感器：用于测量系统的输出，如温度传感器、压力传感器等。

数据采集卡：用于采集传感器的数据并传输给计算机。

计算机：用于运行控制算法和数据分析软件。

2、实验环境温度：室温（约 25℃）湿度：50% 70%四、实验步骤1、系统建模首先，对实验对象进行建模，确定其传递函数或状态空间模型。

通过实验测量或理论分析，获取系统的参数，如时间常数、增益等。

2、参数整定采用试凑法或 ZieglerNichols 等整定方法，初步确定 PID 控制器的参数＄K_p$、＄K_i$ 和＄K_d$。

观察系统的响应，根据性能指标（如超调量、调节时间、稳态误差等）对参数进行调整，直到获得满意的控制效果。

PID控制实验报告

页脚内容1实验二数字PID 控制计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。

因此连续PID 控制算法不能直接使用，需要采用离散化方法。

在计算机PID 控制中，使用的是数字PID 控制器。

一、位置式PID 控制算法按模拟PID 控制算法，以一系列的采样时刻点kT 代表连续时间t ，以矩形法数值积分近似代替积分，以一阶后向差分近似代替微分，可得离散PID 位置式表达式：∑∑==--++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--++=k j di p kj D I p T k e k e k T j e k k e k k e k e T T j e T T k e k k u 00)1()()()())1()(()()()( 式中，D p d I pi T k k T k k ==,，e 为误差信号（即PID 控制器的输入），u 为控制信号（即控制器的输出）。

在仿真过程中，可根据实际情况，对控制器的输出进行限幅。

二、连续系统的数字PID 控制仿真连续系统的数字PID 控制可实现D/A 及A/D 的功能，符合数字实时控制的真实情况，计算机及DSP 的实时PID 控制都属于这种情况。

1．Ex3 设被控对象为一个电机模型传递函数BsJs s G +=21)(，式中J=0.0067,B=0.1。

输入信号为)2sin(5.0t π，采用PD 控制，其中5.0,20==d p k k 。

采用ODE45方法求解连续被控对象方程。

页脚内容2 因为Bs Js s U s Y s G +==21)()()(，所以u dt dy B dt y d J =+22，另y y y y ==2,1，则⎪⎩⎪⎨⎧+-==/J)*u ((B/J)y y y y 12221 ，因此连续对象微分方程函数ex3f.m 如下function dy = ex3f(t,y,flag,para)u=para;J=0.0067;B=0.1;dy=zeros(2,1);dy(1) = y(2);dy(2) = -(B/J)*y(2) + (1/J)*u;控制主程序ex3.mclear all;close all;ts=0.001; %采样周期xk=zeros(2,1);%被控对象经A/D 转换器的输出信号y 的初值e_1=0;%误差e(k-1)初值u_1=0;%控制信号u(k-1)初值for k=1:1:2000 %k 为采样步数time(k) = k*ts; %time中存放着各采样时刻rin(k)=0.50*sin(1*2*pi*k*ts); %计算输入信号的采样值para=u_1; % D/AtSpan=[0 ts];[tt,xx]=ode45('ex3f',tSpan,xk,[],para); %ode45解系统微分方程%xx有两列，第一列为tt时刻对应的y，第二列为tt时刻对应的y导数xk = xx(end,:); % A/D，提取xx中最后一行的值，即当前y和y导数yout(k)=xk(1); %xk(1)即为当前系统输出采样值y(k)e(k)=rin(k)-yout(k);%计算当前误差de(k)=(e(k)-e_1)/ts; %计算u(k)中微分项输出u(k)=20.0*e(k)+0.50*de(k);%计算当前u(k)的输出%控制信号限幅if u(k)>10.0u(k)=10.0;endif u(k)<-10.0页脚内容3u(k)=-10.0;end%更新u(k-1)和e(k-1)u_1=u(k);e_1=e(k);endfigure(1);plot(time,rin,'r',time,yout,'b');%输入输出信号图xlabel('time(s)'),ylabel('rin,yout');figure(2);plot(time,rin-yout,'r');xlabel('time(s)'),ylabel('error');%误差图程序运行结果显示表1所示。

pid控制实验报告

pid控制实验报告引言：PID（Proportional-Integral-Derivative）控制是一种常用的控制算法，广泛应用于自动控制系统中。

PID控制器通过不断调整控制量，使得被控对象的输出尽可能接近所期望的目标值。

本文将对PID控制实验进行详细介绍。

实验目的：通过实验，掌握PID控制器的基本原理和工作方式，熟悉PID 参数的调节方法，了解PID控制器在不同系统中的应用。

实验器材：1. 一台计算机2. 编程软件（如MATLAB）3. 实验装置（可选项，如温度控制装置、电机等）实验步骤：1. 确定实验对象：可以选择温度控制装置、水位控制装置或电机等，根据实际需求进行选择。

2. 设计PID控制器：根据实验对象的特性和目标，设计合适的PID控制器，包括确定比例系数KP、积分系数KI和微分系数KD。

3. 参数调节：通过试验和分析，调节PID参数，使得控制系统的性能最优。

4. 实验记录和分析：记录实验数据，并进行分析，评估PID控制器的性能和稳定性。

实验结果：实验结果将根据实际情况有所不同，这里以温度控制装置为例进行讨论。

1. 初始状态：实验开始时，温度控制装置处于初始状态，温度与目标温度存在误差。

2. 比例控制作用：PID控制器根据比例系数KP对误差进行处理，并输出相应的控制量。

当误差较大时，控制量较大，加快系统的响应速度。

随着误差减小，控制量逐渐减小，使系统温度逐渐接近目标温度。

3. 积分控制作用：当误差存在积累时，积分控制作用发挥作用，通过积分系数KI 对误差进行处理。

积分控制可以消除稳态误差，使得系统温度更加稳定。

4. 微分控制作用：微分控制主要处理误差的变化率，通过微分系数KD对误差变化的斜率进行处理。

微分控制可以提高系统的稳定性和响应速度。

5. 参数调节：在实验过程中，根据实际的系统响应和性能要求，通过试验和分析逐步调节PID参数，使得系统的控制响应更加稳定和准确。

实验分析：PID控制器在实验中的表现取决于PID参数的选择和调节。

PID实验报告(实验一)

实验一: 使用simulink对给定对象进行控制仿真一：原理说明：一般说, 增加控制系统比例增益, 可以提高系统的响应速度, 同时也会降低稳态误差。

尽管如此, 如果比例增益太大, 系统超调就会增大, 如果Kp再进一步增加, 震荡就会加大, 系统就会变得不稳定。

图a实验原理图如下图（a）所示, 其中原理图中给定的黄色的输入信号的理想的输入稳定值是1（如图（b）中的箭头所示）, 而根据误差中值定理算得它的实际的稳定值是0.6。

通过尝试使用不同的Kp值, 观察Kp的设定对系统动态过程的影响如下图(b)、 (c) 、(d) 、(e)所示。

当: A.要求系统的静差为给定值的40%时, 计算为: （1 -0.6）/1*100%=40%）, 系统的静差为给定值的40%的图像如左图（d）所示；B.系统要求它的超调量小于或者等于40%的条件下, 使得系统的上升时间尽量减少, 计算过程为: （1.4-1）/1*100%=40%）,系统要求超调量小于或者40%的条件下, 使得系统的上升时间尽量减少的图像如左图（e）所示。

一: 当给定KP 分别为 0.8、2.4、3.5 :Kp 的设定对系统动态过程的影响图像如左图（b ）所示:1_1: 当调节KP 分别为1.3.5:Kp 的设定对系统动态过程的影响图像如左图（c ）所示:1_2: 当调节KP 分别为 1.5.3.5 : 图（b ）图（c ）系统的静差为给定值40%（注: （1-0.6）/1*100%=40%）的图像如左图（d）所示:图（d）对于单位负反馈, 静差E(S)=R(S)-C(S), 其中输入信号为1（t）根据终值定理可知当KP取1.5时, 系统的静差刚好为给定值的40%。

1_3: 当调节KP分别为7、3.5:➢系统要超调量小于或40%（（1.4-1）/1*100%=40%）条件下, 使系统上升时间尽量减少如图（e）所示:➢总结: 联系上图（b）、（c）、（d）、（e）可知, KP由0.8一直增大到7可以看出, 增大比例系数KP可以加快系统的响应, 在有静差的时候有助于减小静差。

PID实验报告范文

PID实验报告范文一、实验目的本实验旨在通过PID控制算法的应用，实现对温度的自动控制，并掌握PID控制算法的原理和实现方法。

二、实验装置1.温度传感器：用于实时检测待控温度的数值。

2.加热器：用于提供热源，调节温度。

3.控制器：利用PID控制算法对加热器的工作进行调节。

4.显示器：实时显示当前温度和设定温度。

5.电源：为实验装置供电。

三、实验原理PID控制器是一种常见的闭环控制算法，它通过计算误差的比例、积分和微分部分来调节控制器的输出，从而实现对被控对象的控制。

1.比例部分（P）：根据当前误差，控制器输出与误差成正比的值。

2.积分部分（I）：根据误差的累积值，控制器输出与误差积分成正比的值。

3.微分部分（D）：根据误差变化的速率，控制器输出与误差微分成正比的次方值。

PID控制器输出的总和即为最终控制器的输出值。

四、实验步骤1.确定待控温度的设定值，并将设定值输入到控制器中。

2.控制器读取当前温度传感器的数值，并将数值与设定值进行比较得到误差。

3.根据误差，分别计算比例、积分和微分部分的输出值。

4.将三个部分的输出值相加得到最终控制器的输出值，并将输出值转化为控制器对加热器的控制信号。

5.加热器根据控制信号进行开关操作，调节温度。

6.重复步骤2-5，直到实际温度与设定值之间的误差小于预设的误差范围，控制循环结束。

五、实验结果与分析在实验中，我们将待控温度设定值设置为25℃，并通过PID控制器对温度进行控制。

实验结果显示，在不同的环境条件下，PID控制器能够稳定地将实际温度控制在设定值附近。

通过对比实验中不同的PID参数设定，我们发现比例参数的变化对于控制效果的影响最为明显。

比例参数较小时，控制器对误差的修正速度较慢，温度波动较大；而比例参数较大时，控制器对误差的修正速度较快，但容易发生超调现象。

此外，积分参数和微分参数的设定也会对控制效果产生一定的影响。

积分参数较小时，控制器对误差的累积效果较小；而积分参数较大时，控制器可能对误差的累积过度敏感，导致控制器过度调整。

温度pid控制实验报告

温度pid控制实验报告温度PID控制实验报告引言：温度控制是工业生产中非常重要的一个环节，对于保证产品质量和提高生产效率有着至关重要的作用。

PID控制器是一种常用的温度控制方法，本实验旨在通过对PID控制器的实际应用，探究其在温度控制中的有效性和稳定性。

一、实验目的本实验旨在通过调整PID控制器的参数，实现对温度的精确控制，验证PID控制器在温度控制中的有效性。

二、实验器材和方法1. 实验器材：- 温度控制系统：包括温度传感器、加热器和PID控制器。

- 数据采集仪：用于记录和分析实验数据。

- 电脑：用于控制PID控制器和进行数据处理。

2. 实验方法：- 设置目标温度：根据实验要求，设定目标温度为X摄氏度。

- 参数调整：通过调整PID控制器的比例系数（P）、积分系数（I）和微分系数（D），找到最佳参数组合。

- 实验记录：记录实验过程中的温度变化和PID控制器的输出信号。

- 数据分析：通过对实验数据的分析，评估PID控制器的性能。

三、实验结果与分析在实验过程中，我们首先设定了目标温度为X摄氏度，并通过调整PID控制器的参数来实现对温度的控制。

在初始阶段，我们选择了一个较小的比例系数，以避免温度波动过大。

随着实验的进行，我们逐渐增加了比例系数，同时调整了积分系数和微分系数，以达到更精确的温度控制。

通过实验数据的分析，我们发现PID控制器能够有效地控制温度，并在设定的目标温度附近保持稳定。

当温度偏离目标温度时，PID控制器会根据偏差大小和变化趋势来调整输出信号，以实现温度的快速调整和稳定控制。

尤其是积分和微分项的引入，使得PID控制器具有了更好的稳定性和抗干扰能力。

在参数调整过程中，我们发现比例系数的增加会加快温度的响应速度，但也容易引起过冲现象；积分系数的增加可以减小温度的稳态误差，但过大的积分系数可能导致系统不稳定；微分系数的增加可以提高系统的动态响应速度，但过大的微分系数可能引起噪声干扰。

综合考虑，我们通过实验得出了最佳的PID控制器参数组合，实现了对温度的精确控制。

PID实验报告

1、实习内容及其要求通过温度或转速的设定值和反馈值，计算其偏差，并使用PID控制算法输出控制信号，整定PID参数，使被控的温度或转速达到设定值。

具体实训内容包括AC6611过程卡的接线和测试、数据采集程序设计、PID算法程序设计、控制输出程序设计、人机界面程序设计、PID参数整定、实训报告。

目的：通过实训，让学生了解计算机控制系统的基本组成，提出计算机控制系统的设计思路，初步学会计算机控制系统软硬件设计及调试的方法，具备技术实现能力；基本上能够处理实践过程中出现的问题并提出解决办法，进一步提高学生的计算机应用水平。

要求：完成一个温度或转速单回路控制系统的设计和调试过程。

2、AC6611多功能过程通道卡2.1 功能特点与技术指标功能：AC6611是一款廉价通用A/D、D/A板，AD工作在查询方式，采用PCI 总线支持即插即用、无需地址跳线。

AC6611具有16路单端模拟输入、32路开关量（16路输入及16路输出）、一路12位D/A。

AC6611采用大规模可编程门阵列设计。

A/D转换指标：A/D转换器: 120KHZ 12位A/D ADS7816；保持器：A/D芯片内置采样保持器；工作方式：软件查询；通道数：16路单端输入；输入阻抗：1MΩ,最大输入耐压电压：< +12V / －5.5V；瞬时输入耐压：-25V - +30V；双极性输入范围： 5V；单极性输入幅度：5伏、10伏；连接器：DB25（孔式）。

D/A转换指标：通道数：1路分辨率：12位精度：0.2%最大输出电流：5毫安。

输出零点误差：<±10mV。

输出范围：10伏、±10伏，使用跳线器进行选择。

输出建立时间小于：50微秒；连接器：DB25(孔)开关量输入/输出指标：输入通道数：16路（2个8位）输出通道数：16路（2个8位）电平：TTL电平（兼容3伏逻辑）连接器：40脚扁平电缆插座开关量输出复位后输出：低电平“0”。

PID自控原理实验报告

自动控制原理实验——第七次实验一、实验目的（1）了解数字PID控制的特点，控制方式。

（2）理解和掌握连续控制系统的PID控制算法表达式。

（3）了解和掌握用试验箱进行数字PID控制过程。

（4）观察和分析在标PID控制系统中，PID参数对系统性能的影响。

二、实验容1、数字PID控制一个控制系统中采用比例积分和微分控制方式控制，称之为PID控制。

数字PID控制器原理简单，使用方便适应性强，可用于多种工业控制，鲁棒性强。

可以用硬件实现，也可以用软件实现，也可以用如见硬件结合的形式实现。

PID控制常见的是一种负反馈控制，在反馈控制系统中，自动调节器和被控对象构成一个闭合回路。

模拟PID控制框图如下：输出传递函数形式：()1()()p i dU sD s K K K sE s s==++其中Kp为调节器的比例系数，Ti为调节器的积分常数，Td是调节器的微分常数。

2、被控对象数学模型的建立 1）建立模型结构在工程中遇到的实际对象大多可以表示为带时延的一阶或二价惯性环节，故PID 整定的方法多从这样的系统入手，考虑有时延的单容被控过程，其传递函数为：0001()1s G s K e T S τ-=⨯+这样的有时延的单容被控过程可以用两个惯性环节串联组成的自平衡双容被控过程来近似，本实验采用该方式作为实验被控对象，如图3-127所示。

001211()11G s K T S T S =⨯⨯++2）被控对象参数的确认对于这种用两个惯性环节串联组成的自平衡双容被控过程的被控对象，在工程中普遍采用单位阶跃输入实验辨识的方法确认0T 和τ，以达到转换成有时延的单容被控过程的目的。

单位阶跃输入实验辨识的原理方框如图3-127所示。

对于不同的、和K 值，得到其单位阶跃输入响应曲线后，由010()0.3()Y t Y =∞和020()0.7()Y t Y =∞得到1t 和2t ，再利用拉氏反变换公式得到To====3、采样周期的选择采样周期选择0.05s 。

PID控制电机实验报告

PID控制电机实验报告实验目的：通过PID控制电机，实现指定速度和位置的控制。

实验原理：PID控制器是一种常用的闭环控制方法，用于控制系统的稳定性和精确性。

PID控制器根据当前的误差信号，通过P（比例）、I（积分）、D（微分）三个控制器的作用，调节输出信号，使误差信号趋近于零。

具体的PID控制算法如下：- P（比例）控制器：将误差信号与比例增益Kp相乘，得到一个与误差相关的控制量。

比例增益越大，响应速度越快，但可能导致超调。

- I（积分）控制器：将误差信号积分得到一个与误差面积相关的控制量。

积分控制器主要用来抵消系统静差，提高系统的稳定性。

- D（微分）控制器：将误差信号的微分得到一个与误差变化趋势相关的控制量。

微分控制器主要用来预测误差的变化趋势，提高系统的动态响应性能。

实验器材：- 电机- PID控制器- 控制器接口- 电源- 电压表- 电流表- 编码器实验步骤：1. 将电机连接到电源和PID控制器，确保电路正确连接。

2. 设置控制器接口的参数，包括控制模式、PID参数等。

3. 运行控制器，设置目标速度或位置。

4. 实时监测电机的电流和速度，并记录数据。

5. 根据实验数据，分析电机的响应特性，包括超调量、调节时间等。

实验结果：根据实验数据，通过PID控制器可以控制电机的速度和位置，实现了较好的控制效果。

调节PID参数可以调整电机的响应速度和稳定性。

根据实验数据，可以计算出电机的超调量、调节时间等指标，评估控制器的性能，并进行优化。

实验结论：通过实验验证了PID控制器在电机控制中的应用，并验证了PID控制器的稳定性和精确性。

通过调节PID参数，可以实现不同的控制效果，满足不同的应用需求。

通过实验数据的分析，可以评估控制器的性能，并进行优化。

pid控制实验报告

pid控制实验报告PID控制实验报告。

一、实验目的。

本实验旨在通过对PID控制器的调试和实验验证，掌握PID控制器的工作原理和调节方法，加深对控制原理的理解，提高实际控制系统的设计和调试能力。

二、实验原理。

PID控制器是一种常用的控制器，它由比例（P）、积分（I）、微分（D）三个部分组成。

在实际控制系统中，PID控制器通过对控制对象的测量值和设定值进行比较，产生误差信号，然后根据比例、积分和微分三个部分的参数进行计算，输出控制信号，使控制对象的输出值逼近设定值，实现控制目标。

三、实验装置。

本实验采用了PLC控制器和温度传感器作为控制系统，通过对温度传感器的测量值进行反馈控制，调节加热器的功率输出，控制温度在设定值附近波动。

四、实验步骤。

1. 首先，设置PID控制器的比例、积分和微分参数为初始值，将控制系统接通，使加热器开始工作。

2. 然后，通过监测温度传感器的测量值，观察加热器的工作状态和温度的变化情况。

3. 接着，根据实际情况，逐步调节PID控制器的参数，使控制系统的响应速度和稳定性达到最佳状态。

4. 最后，记录和分析不同参数下控制系统的响应曲线，比较不同参数对控制系统性能的影响，总结调节经验。

五、实验结果与分析。

经过一系列的实验调节，我们得到了不同参数下的控制系统响应曲线。

通过对比分析，我们发现：1. 比例参数的增大会加快系统的响应速度，但会引起超调和振荡现象；2. 积分参数的增大可以减小稳态误差，但会增加超调和振荡的幅度；3. 微分参数的增大可以减小超调和振荡，但会降低系统的响应速度。

六、实验结论。

通过本次实验，我们深入理解了PID控制器的工作原理和调节方法，掌握了控制系统的设计和调试技巧。

在实际工程中，我们可以根据实际需求，通过调节PID 控制器的参数，使控制系统达到最佳的性能指标。

七、实验心得。

通过本次实验，我们不仅学习了PID控制器的基本原理和调节方法，还提高了实际控制系统的设计和调试能力。