PID调节器.doc

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1、 PID调节器一、 设计要求比例系数、积分时间、微分时间可调，参数自定义。P、PI、PD、PID可分别设置。二、 设计方案模拟式PID调节器的电路结构 比例、积分、微分电路经过不同的组合、变换可得到三种不同的结构形式。它们具体如下： 结构一：一体式模拟PID调节电路结构。顾名思义，“一体”即将比例积分微分三者合为一体，用单一结构实现PID调节功能，其结构限制了其只能实现PID这一单一的调节功能，并且，在调节过程中，无法保证P、I、D调节的独立进行。 结构二：串联式模拟PID调节电路结构。“串联”即将比例电路、比例积分电路、比例微分电路输入与输出依次串联起来，三者依次作用。其结构形式决定了其输出

2、只能为P、PI、PID运算后的结果。三、 具体电路设计及工作原理说明该电路分别由三个模块构成，分别是比例电路，积分电路，微分电路。三个模块可以分别单独输出或者两两结合，也可以三个模块同时进行输出。1、比例运算当J3、J6断开，J4闭合。J1向上拨接通，J2向下拨接通时。电路为比例电路。2、积分电路当J4、J6断开，J3闭合。J1、J5向上接通，J2任意状态时，电路为积分电路。3、微分电路当J4、J3断开，J6接通，J5向上接通时，电路为微分电路。4、比例积分电路当J3、J6断开，J4接通，J1向下接通，J6向上接通时，电路为比例积分电路。5、比例微分电路当J3、J6断开，J4接通，J1、J2、

3、J5向上接通时，电路为比例微分电路。6、比例积分微分电路当J3、J6断开，J4接通，J1、J5向下接通，J2任意状态时，电路为比例积分微分电路。四、 测试结果1、 比例运算2、 积分运算3、 微分运算4、 比例积分运算5、 比例微分运算6、 比例积分微分运算五、 总结 PID调节规律是自动控制系统中常见而典型的控制策略，其中模拟式PID器是最基本的实现手段与方式。 模拟式PID调节电路主要有三种不同的结构形式：一体式、串联式以及并联式结构，这几种调节电路结构主要由比例、积分、微分三种基本电路构成。各种电路有着不同的调节规律：比例调节规律的作用是，偏差一出现就能及时调节，但调节作用同偏差量是成比

4、例的，调节终了会产生静态偏差；积分调节规律的作用是，只要有偏差，就有调节作用，直到偏差为零，因此它能消除偏差。但积分作用过强，又会使调节作用过强，引起被调参数超调，甚至产生振荡；微分调节规律的作用是，根据偏差的变化速度进行调节，因此能提前给出较大的调节作用，大大减小了系统的动态偏差量及调节过程时间。但微分作用过强，又会使调节作用过强，引起系统超调和振荡。本文中所研究的主要是“并联”式模拟PID调节电路，根据不同的需求可以用其构成P调节、PI调节、PD调节以及PID调节功能。调节功能的选择是基于数字器件二四线数据选择器（74LS139）、六反相器（74LS04）以及四传输门（CC4066BD）实

5、现的。 针对P、PI、PD、PID调节，在给定1V的阶跃信号的条件下，利用Multisim10分别作了电路仿真，通过波形的变化清晰地说明了各电路的调节作用。6用节调了地清形波仿了分0 用下的阶 给调 对 。现 （四以 相、） 择线二器于择功调能 及 、 调构以需同，电 ”是的究文荡超统引作使，过分间程及偏动了大大调大出能因行化的据用的规；振产调数引强作调强作但偏能因零差用调就偏，作律调；静生节的例量同调节及就一是的节调：调着有。构基三微例由结电种这式以联体式构同三主节 模。手的最器 模略策型常系动是调 总运微运分微运运运运运结路分微比，状意通下 开 电电积路电比电通向、， ， 电电路电比电通上

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