下载文档原格式
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。
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。
DDC 单回路PID 控制实验实验报告一、对象动态特性实验22111121()1(2)1(1)(G −−++−+=ZZ K z T T T T G(s)离散化得： 差分方程：Y(k)=a0*Y(k-1)+b0*Y(k-2)+c0*R(k) 其中：a0=2.0*T1/T/(1+T1/T)b0=0.0-pow(T1/T,2.0)/(1+T1/T)/(1+T1/T)c0=K1/(1+T1/T)/(1+T1/T)程序框图：相关源程序段：double T,r0,K1,T1,Kp,Ti,Td,Beta;//定义全局变量便于参数传递void CMainFrame::OnDrawObject() { // TODO: Add your command handler code here if(T==0){ ErrorDlg errorDlg; errorDlg.DoModal(); } else{CDC * pDC=GetDC(); CPen pen1,* oldpen;oldpen=pDC->SelectObject(&pen1);//画坐标轴pen1.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,255));pDC->SelectObject(&pen1);pDC->MoveTo(50,50);pDC->LineTo(50,300);pDC->MoveTo(50,50);pDC->LineTo(46,58);pDC->MoveTo(50,50);pDC->LineTo(54,58);pDC->MoveTo(50,300);pDC->LineTo(490,300);pDC->LineTo(482,295);pDC->MoveTo(490,300);pDC->LineTo(482,305);pDC->SetTextColor(RGB(0,0,255));pDC->TextOut(40,298,"0");pDC->TextOut(56,48,"Y");pDC->TextOut(492,300,"t");pDC->MoveTo(50,180);pen1.DeleteObject();pen1.CreatePen(PS_DASH,1,RGB(0,0,255));pDC->SelectObject(&pen1);pDC->LineTo(480,180);pDC->TextOut(35,174,"r0");pen1.DeleteObject();pen1.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,0,0));pDC->SelectObject(&pen1);y=300,t,unity,unitt=2;//两坐标轴单位长intunity=120.0/r0;a0,b0,c0,y0=0,y1=0,y2;doublea0=2.0*T1/T/(1+T1/T);b0=0.0-pow(T1/T,2.0)/(1+T1/T)/(1+T1/T);c0=K1/(1+T1/T)/(1+T1/T);text;CStringtext.Format("对象动态特性曲线：K1=%4.1f, T1=%3.2f, T=%3.2f, r0=%3.1f",K1,T1,T,r0);pDC->TextOut(80,320,text);pDC->MoveTo(50,300);for(t=52;t<=480;t+=unitt){y2=a0*y1+b0*y0+c0*r0;pDC->LineTo(t,y-unity*y2);y0=y1;y1=y2;}pDC->SelectObject(oldpen);}}程序界面及实验输出响应曲线：二、单回路PID控制实验采用增量式：delta_u=a*e(k)+b*e(k-1)+c*e(k-2)其中：a=Kp*(1+T/Ti*L+Td/T) L为积分分离系数b=0.0-Kp*(1+2*Td/T)c=Kp*Td/T;程序框图：相关源程序段：double T,r0,K1,T1,Kp,Ti,Td,Beta;//定义全局变量便于参数传递bool pid=FALSE;void CMainFrame::OnDrawU() // CMainFrame::OnDrawY()基本相同，不再另附源程序{// TODO: Add your command handler code hereif(T==0||(!pid)){ErrorDlgerrorDlg;errorDlg.DoModal();}else{pDC=GetDC();*CDCCPen pen1,* oldpen;oldpen=pDC->SelectObject(&pen1);//画坐标轴pen1.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,255));pDC->SelectObject(&pen1);pDC->MoveTo(50,50);pDC->LineTo(50,300);pDC->MoveTo(50,50);pDC->LineTo(46,58);pDC->MoveTo(50,50);pDC->LineTo(54,58);pDC->MoveTo(50,300);pDC->LineTo(490,300);pDC->LineTo(482,295);pDC->MoveTo(490,300);pDC->LineTo(482,305);pDC->SetTextColor(RGB(0,0,255));pDC->TextOut(40,298,"0");pDC->TextOut(56,48,"U");pDC->TextOut(492,300,"t");pDC->MoveTo(50,180);pen1.DeleteObject();pen1.CreatePen(PS_DASH,1,RGB(0,0,255));pDC->SelectObject(&pen1);pDC->LineTo(480,180);pDC->TextOut(35,174,"r0");pen1.DeleteObject();pen1.CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(0,124,111));pDC->SelectObject(&pen1);u=300,t,unitt=2;//两坐标轴单位长intdoubleunitu=120.0/r0;a,b,c,e0=0,e1=0,e2=r0,u1=0,u2,delta_u;doublea0,b0,c0,y0=0,y1=0,y2;doubleL=1;//积分分离逻辑系数inta0=2.0*T1/T/(1+T1/T);b0=0.0-pow(T1/T,2.0)/(1+T1/T)/(1+T1/T);c0=K1/(1+T1/T)/(1+T1/T);b=0.0-Kp*(1+2*Td/T);c=Kp*Td/T;text1,text2;CStringtext1.Format("PID控制u(t)阶跃响应曲线：Kp=%4.1f, Ti=%3.2f, Td=%3.2f",Kp,Ti,Td);text2.Format("K1=%4.1f, T1=%3.2f, T=%3.2f, r0=%3.1f",K1,T1,T,r0);pDC->TextOut(80,320,text1);pDC->TextOut(120,340,text2);pDC->MoveTo(50,300);for(t=52;t<=480;t+=unitt){if(Beta==0||e2<Beta)L=1;else L=0;a=Kp*(1+T/Ti*L+Td/T);delta_u=a*e2+b*e1+c*e0;u2=u1+delta_u;pDC->LineTo(t,u-unitu*u2);y2=a0*y1+b0*y0+c0*u2;e0=e1;e1=e2;e2=r0-y2;u1=u2;y0=y1;y1=y2;}}}用工程整定法整定PID参数：令T=1,r0=1,K1=1,T1=10取消积分部分作用（取极小Beta值），令Td=0，试得Kp＝5时为临界状态，输出曲线：由图知此时周期Tu约为29推算出PID调节时的整定参数Kp=3.125,Ti=14.5,Td=3.625整定后的输出曲线：采用具有积分分离的数字PID算法：对象及PID控制参数均不变，以便与以上无积分分离曲线进行比较β适中（0.8）情况下得曲线β过小（0.2）时得曲线：取Ti=14.5, Td=3.625，改变Kp观察y(t)变化：Kp=10观察图中曲线研Kp=3.125 Kp=1究Kp对调节品质的影响：随着Kp增大，超调量增加，响应速度加快。
PID实验报告范文PID（Proportional-Integral-Derivative）是一种常用于控制系统的算法，它根据当前的误差值和历史误差值的积累来调整控制量，从而实现系统的稳定性和精确性。
在本次实验中，我们将学习如何使用PID算法来控制一个简单的温度控制系统。
实验步骤：1.实验准备：准备一个温度传感器、一个发热器以及一个温度控制器。
将温度传感器安装在控制对象上，将发热器与温度控制器连接，并将温度控制器连接到计算机。
2.确定控制目标：我们的目标是将系统的温度稳定在一个特定的温度值。
在本次实验中，我们将目标温度设定为50°C。
3.参数调整：调整PID控制器的三个参数，即比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd。
开始时，我们可以将这些参数设置为一个合理的初始值，例如Kp=1，Ki=0.1，Kd=0.014.实验记录：记录系统的温度变化过程。
在开始实验之前，将控制对象的温度设定为初始温度，并将PID控制器的输出设定为零。
记录系统的温度、控制量和误差值。
5.PID计算：根据当前的误差值、历史误差值和时间间隔，计算PID控制器的输出。
6.控制实施：根据PID控制器的输出，控制发热器的加热功率。
根据输出值的大小调整发热器的功率大小。
7.实验分析：观察系统的温度变化过程，并分析PID控制器的参数调整对系统性能的影响。
根据实验结果，调整PID参数，使系统的稳态和动态响应性能都较好。
实验结果：我们进行了多组实验，可以观察到系统温度在初始阶段有较大的波动，但随着时间的推移，温度开始逐渐稳定在目标温度附近。
通过对PID参数进行调整，我们发现参数的选择对系统的稳定性和响应速度有很大影响。
当比例系数Kp较大时，系统对误差的响应速度很快，但也容易引起过冲现象，导致系统产生振荡。
因此，我们需要根据实际需求进行调整，找到一个合适的值。
当积分系数Ki较大时，系统对积累误差的反应较快，可以很好地消除稳态误差，但也容易引起系统的超调。
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 温度控制实验PID(ProportionalIntegralDerivative)控制是最早发展起来的控制策略之一，它根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量对系统进行控制。
当我们不彻底了解一个系统和被控对象，或者不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用 PID 控制技术。
由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制。
PID 调节控制是一个传统控制方法，它合用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场，不同的现场，仅仅是 PID 参数应设置不同，只要参数设置得当均可以达到很好的效果。
本实验以 PID 温度控制为例，通过此实验可以加深对检测技术、自动控制技术、过程控制等专业知识的理解。
2、掌握正校实验的方法，并用正交实验法来确定最佳 P、I、D 参数3、会求根据温度变化曲线求出相应的超调量、稳态误差和调节时间的方法二、仪器与用具加热装置、加热控制模块、单片机控制及显示模块、配套软件、电脑。
三、实验原理1、数字 PID 控制原理数字 PID 算法是用差分方程近似实现的,用微分方程表示的 PID 调节规律的理想算式为:1de(t)u(t)KP[e(t)e(t)dtTD] (1)TI0dt 单片机只能处理数字信号，上式可等价于:tTUnKP[enTIeii0nTD(enen1)] (2) TTTenD(en2en1en2)] (3) TIT (2) 式为位置式 PID 算法公式。
也可把(2)式写成增量式 PID 算法形式: UnUnUn1KP[enen1 其中,en 为第 n 次采样的偏差量； en-1 为第 n-1 次采样的偏差量； T 为采样周期； TI 为积分时间；TD 为微分时间； KP 为比例系数。
2、PID 温度控制的框图设定温度(SV)温度偏差(EV)(EV=SV-PV)PID 调节器按周期调节脉冲宽度输出加热装置实际温度(PV)图 1PID 温度控制的框图温度 PID 控制是一个反馈调节的过程:比较实际温度(PV)和设定温度(SV)的偏差,偏差值经过 PID 调节器运算来获得控制信号,由该信号控制加热丝的加热时间,达到控制加热功率的目的,从而实现对系统的温度控制。
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。
一、实验目的1. 了解控制系统的基本组成和原理。
2. 掌握控制系统调试和性能测试方法。
3. 培养动手能力和团队协作精神。
4. 熟悉相关实验设备和软件的使用。
二、实验原理控制系统是指通过某种方式对某个系统进行控制，使其按照预定的要求进行运行。
控制系统主要由控制器、被控对象和反馈环节组成。
控制器根据被控对象的输出信号，通过调节输入信号，实现对被控对象的控制。
本实验主要研究PID控制系统的原理和应用。
三、实验仪器与设备1. 实验箱：用于搭建控制系统实验电路。
2. 数据采集卡：用于采集实验数据。
3. 计算机：用于运行实验软件和数据处理。
4. 实验软件：用于控制系统仿真和调试。
四、实验内容1. 控制系统搭建：根据实验要求，搭建PID控制系统实验电路，包括控制器、被控对象和反馈环节。
2. 控制系统调试：对搭建好的控制系统进行调试，包括控制器参数的整定、系统稳定性和响应速度的调整等。
3. 控制系统性能测试：对调试好的控制系统进行性能测试，包括系统稳定性、响应速度、超调量等指标。
4. 控制系统仿真：利用实验软件对控制系统进行仿真，分析系统在不同参数下的性能。
五、实验步骤1. 控制系统搭建：按照实验要求，连接控制器、被控对象和反馈环节，搭建PID控制系统实验电路。
2. 控制系统调试：根据实验要求，调整控制器参数，使系统达到预定的性能指标。
3. 控制系统性能测试：对调试好的控制系统进行性能测试，记录测试数据。
4. 控制系统仿真：利用实验软件对控制系统进行仿真，分析系统在不同参数下的性能。
六、实验结果与分析1. 控制系统搭建：成功搭建了PID控制系统实验电路。
2. 控制系统调试：通过调整控制器参数，使系统达到预定的性能指标。
3. 控制系统性能测试：系统稳定性、响应速度、超调量等指标均达到预期效果。
4. 控制系统仿真：仿真结果表明，系统在不同参数下具有良好的性能。
七、实验总结1. 通过本次实验，了解了控制系统的基本组成和原理。
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。
实训名称实训五PID控制的PLC编程实训日期一、实训目的：（1）进一步熟悉PLC的模拟量输入输出端的电路连接；（2）掌握PID控制原理；（3）运用PID向导生成PID子程序，实现模拟量输出的PID控制；（4）进一步熟悉S7-Smart编程软件的编程及调试；二、实训要求：PID控制的程序设计。
从AIW18读入PID控制的给定温度，电位器中心头0~10V，对应温度0~100度，并在触摸屏的AI1显示读数。
PID实际温度从AIW16读入，同时在触摸屏的AI0显示读数。
三、实训设备：计算机、PLC、Demo实训箱四、实训内容：(1) 写出PID控制的向导操作过程；（1）首先在项目树中双击PID向导，弹出PID回路向导对话框，选择到组态的回路数，如图所示：第 1 页共 6 页指导老师签名苏州市职业大学实训报告院系电子信息工程学院班级12电气4 姓名颜泽凯学号 127301436 实训名称实训五PID控制的PLC编程实训日期三、实训小结在这次实训中学到了许多细节上的问题，比如，参数配置，模块功能参数。
通过实训老师的指导我们把这问题都解决了，收获很大。
这是一个系统的组建，调试，运行以达到预先设定目标。
每一个步骤都必须准确，每一操作都必须到位。
通信的连接不能输入错误的地址，必须输入相应的正确可用地址，否则设备无法连接，不能工作，甚至损坏系统。
在做工程时，我们应该懂得团结的力量，不要只靠自己一人的力量去解决很多问题，这样既会耗费自己的能量也会浪费时间。
要有团队意识，分工合作，每个人充分发挥自己的长处，为整个集体做最大的贡献。
只有这样才能提高工程的效率和质量。
我们相互合作，共同努力，攻克难关，展现了团队精神。
第 6 页共 6 页指导老师签名。
