微分先行PID控制器设计与仿真毕业设计开题报告.doc

安 庆 师 范 学 院毕 业 设 计 开 题 报 告 院 系 物理与电气工程学院 专 业 自动化 届 别 2016 学生学号 080312148 学生姓名 吴飞 设计题目 微分先行PID控制器设计与仿真 安庆师范学院教务处 制填 表 说 明1、本表请用钢笔填写或打印。2、本表除“指导教师意见”和“院系毕业论文（设计）指导组审核意见”外，均由学生填写。3、课题研究计划应包括从选题到定稿全过程，须注明详细的时间安排。4、主要参考文献应注明文献名、作者、出版单位及时间，文献中应尽量有外文资料。5、指导教师意见应有针对性，并明确研究目的和研究提纲是否科学合理，研究计划是否可行、能否采用等。5本课题研究目的、国内外研究背景课题来源由指导老师命题。科学依据当给定值频繁变动时，传统的PID控制的控制效果就会不是很理想，通常会出现超调量过大、系统振荡等情况。为此，我们设计出微分先行PID控制器来改善系统性能。这种形式的微分先行PID控制器只对输出量y(t)进行微分，而对特定值r(t)不作微分。在这种情况下，给定值的改变不会导致输出发生突变，而被调量的变化一般是比较缓慢的，这种输出量先行微分控制适合于给定值频繁变化的场合，可以避免给定值变化时可能引起的系统振荡，很明显地改善了系统的动态特性。目前微分先行PID控制技术深受国内外研究人员喜爱，发展趋势良好。对于给定值频繁变化的PID控制系统，微分先行PID控制器的应用前景非常明朗。研究内容、技术方案研究内容在给定值频繁变化情况下，比较传统PID控制器与微分PID控制器的控制效果。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析本次毕业设计主要的研究方法就是通过MATLAB建模和仿真。本文首先对微分先行PID控制方式进行介绍。其次，根据事先选定的被控对象的传递函数对被控系统加以分析，对控制参数加以整定。再次，在给定值反复变化的情况下（如：方波，正弦波等），根据对传统PID控制器的控制效果与微分先行PID控制器的控制效果进行比较，研究出微分先行PID控制器在这些特殊情况下的优势。最后通过Matlab软件进行仿真，并对结果加以分析总结。研究进度及安排、研究计划及预期成果2015.10.052015.10.17 论文选题，接受任务书2015.10.182015.12.11 熟悉课题，填写开题报告2015.12.122016.02.12 搜集相关文献材料2016.02.132016.03.13 论文写作，出初稿2016.03.142016.04.14 论文修改，出二稿2016.04.152016.05.01 论文定稿2016.05.07 答辩预期的结果是微分先行PID控制器能有效改善系统的动态性能，减少系统振荡。特色或创新之处微分先行PID控制器的特点是仅仅对输出量进行微分而不对给定值进行微分。在这种情况下，给定值的改变不会导致输出发生突变，而被调量的变化一般是比较缓慢的，这种输出量先行微分控制适合于给定值频繁变化的场合，可以避免给定值变化时可能引起的系统振荡，很明显地改善了系统的动态特性。参考文献、已具备的条件和尚需解决的问题1吴勤勤，凌志浩等，控制仪表及装置，化学工业出版社，2007。2方康玲，过程控制系统，武汉理工大学出版社，2002。3周泽魁，控制仪表与计算机控制装置，化学工业出版社，2002。4王再英，过程控制系统与仪表，机械工业出版社，2006。5向婉成，控制仪表及装置，机械工业出版社，2003。6姜学军，刘新国，李晓静等，计算机控制技术，清华大学出版社，2009。7C.M.liaw，F.J.Lin，Y.S.Kung，“Design and implementation of a high performance induction motor servo drive”,IEEE Proceedings-B，Vol.140，No.4，pp.241-248，JULY 1993.8F.J.Lin，C.M.liaw，“Control of Indirect Field- Oriented Induction Motor Drives Considering the Effects of Dead-Time and Parameter Variations”,IEEE Trans.Ind.Electron，vol.40，No.5，pp.486-495，October 1993.已经具备的条