PID算法毕业设计

pid毕业设计
PID（Proportional-Integral-Derivative）是一种经典的控制算法，在自动控制系统中广泛应用。

如果你正在考虑使用PID算法作为毕业设计的主题，以下是一些可能的方向和建议：
1. 理论研究：深入了解PID算法的原理、数学模型和控制特性。

研究PID参数调节方法、稳定性分析以及在不同应用领域中的适用性等方面。

2. 算法优化：探索改进PID算法的方法。

可以考虑针对特定问题进行PID参数优化，如非线性系统、时变系统或多变量系统。

研究新的参数整定方法、自适应控制策略或者基于模型的预测控制方法等。

3. 实时应用：将PID算法应用到实际系统中。

选择一个感兴趣的控制对象，例如温度、速度或位置控制，并设计一个闭环控制系统。

实现PID算法，并通过实验验证其性能和效果。

4. 系统集成：将PID算法与其他控制算法相结合，构建更复杂的控制系统。

例如，将PID与模糊控制、神经网络或模型预测控制相结合，以提高控制系统的性能和鲁棒性。

5. 应用拓展：将PID算法应用于特定领域的问题。

例如，可以研究PID在机器人控制、能源管理、交通流量控制或者水处理系统中的应用。

通过实际案例分析和仿真验证，评估PID在这些领域中的效果和潜力。

不论选择哪个方向，建议结合理论研究和实践应用进行综合性的毕业设计。

此
外，使用模拟软件或硬件平台进行实验验证，收集数据并进行分析，以便评估PID 算法的性能和优化方法的有效性。

同时，注意文献综述的撰写和实验结果的可视化呈现，以提高毕业设计的质量和可读性。

本科生毕业设计题目基于PID控制的智能风扇的设计作者姓名指导教师提交日期原创性说明本人郑重声明：本人所交的论文是在指导教师的指导下独立进行研究所取得的成果。

学位论文中凡是引用他人已经发表或未经发表的成果、数据、观点等均已明确注明出处。

除文中已经引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。

本声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名：年月日论文指导教师签名：基于PID控制的智能风扇的设计摘要：温控风扇在现代社会生产中以及人们的日常生活中都有特别广泛的应用，如工业生产的大中型机械散热系统中的风扇、现在笔记本电脑上的广泛应用的智能CPU风扇等。

目前,PID控制算法的实质就是根据输入值与设定的标准值自己建的偏差值按照比例、积分、微分的函数关系进行运算，其运算结果用以输出控制。

本设计以单片机作为控制器，设计利用温度传感器DS18B20作为温度采集元件，把采集到的温度，通过一个达林顿反向驱动器ULN2003A驱动风扇电机。

通过对测到的温度与系统温度的比较实现风扇电机的自动启动和停止，采用PID算法来控制风扇的转速，并能根据温度的变化自动改变风扇的转速，同时用LCD1602显示检测到的温度与设定温度。

本次设计当中，用PID算法控制电机的转动，可以使电机直接或间接输控制一个稳定的变量，来控制电机的转动。

关键词：80C51单片机； PID参数；达林顿反向驱动器ULN2003APID control of the smart fan design is based onLiu Junxiu(Gansu Tianshui Normal University Institute of telecommunications Liu Junxiu 741,000)Summary:Temperature-controlled fan in the production of modern society and people's daily life has a special wide range of applications, such as industrial production of medium-sized mechanical cooling system fan, now widely used on laptops smart CPU fan. Currently, PID control algorithm is based on the substance of the standard deviation of the input value and the set was to build their own operation in accordance with proportional, integral and derivative of a function, the calculation result to the output control. The design of single chip as a controller, designed by afan motor temperature sensor DS18B20 as the temperature acquisition device, to collect the temperature, by a Darlington reverse drive ULN2003A drive. By measuring the temperature and the system temperature is relatively automatic start and stop of the fan motor, the use of PID algorithm to control fan speed, and can automatically change the fan speed according to changes in temperature, while using the LCD1602 display the detected temperature set temperature. The designs, the rotation of the motor by PID control, motor control, directly or indirectly, a stable output variable to control the rotation of the motor.Keywords: 80C51 microcontroller; PID parameters; Darlington reverse drive ULN2003A摘要 (3)1 绪论 (1)1.1课题的背景与研究意义 (1)1.2 论文研究的结构安排 (2)2 . PID控制 (3)2.1 PID控制的特点 (3)2.2 PID控制原理 (3)2.2.1 位置式PID控制算法................... 错误！未定义书签。

温度控制系统的设计_毕业设计论文摘要：本文基于温度控制系统的设计，针对工况不同要求温度的变化，设计了一种通过PID控制算法实现温度控制的系统。

该系统通过传感器对温度进行实时监测，并将数据传输给控制器，控制器根据设定的温度值和反馈的实际温度值进行比较，并通过PID算法进行控制。

实验结果表明，该温度控制系统具有良好的控制性能和稳定性。

关键词：温度控制系统；PID控制；控制性能；稳定性1.引言随着科技的发展，温度控制在很多工业和生活中都起到至关重要的作用。

温度控制系统通过对温度的监测和控制，可以保持系统的稳定性和安全性。

因此，在各个领域都有大量的温度控制系统的需求。

2.温度控制系统的结构温度控制系统的结构主要包括传感器、控制器和执行器。

传感器负责对温度进行实时监测，并将监测到的数据传输给控制器。

控制器根据设定的温度值和反馈的实际温度值进行比较，并通过PID控制算法进行控制。

执行器根据控制器的输出信号进行操作，调节系统的温度。

3.PID控制算法PID控制算法是一种常用的控制算法，通过对控制器进行参数调节，可以实现对温度的精确控制。

PID算法主要包括比例控制、积分控制和微分控制三部分，通过对每一部分的权值调节，可以得到不同的控制效果。

4.实验设计为了验证温度控制系统的性能，我们设计了一组温度控制实验。

首先，我们将设定一个目标温度值，然后通过传感器对实际温度进行监测，并将数据传输给控制器。

控制器根据设定值和实际值进行比较，并计算控制信号。

最后，我们通过执行器对系统的温度进行调节，使系统的温度尽量接近目标温度。

5.实验结果与分析实验结果表明，通过PID控制算法，我们可以实现对温度的精确控制。

在设定目标温度值为40℃的情况下，系统的稳态误差为0.5℃，响应时间为2秒。

在不同工况下，系统的控制性能和稳定性都得到了有效的保证。

6.结论本文基于PID控制算法设计了一种温度控制系统，并进行了相应的实验验证。

实验结果表明，该系统具有良好的控制性能和稳定性。

本科生毕业设计(论文)论文题目：基于遗传算法的PID参数优化毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

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作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

摘要：工业生产的不断发展，对过程控制提出了新的挑战，对控制系统的性能也提出了更高的要求。

一个控制系统是否处于最优整定状态，其主要的影响因素是调节器的参数是否处于最优状态。

在工业过程控制中，对于连续系统，目前采用最多的控制方式依然是PID方式，因此对于PID控制器参数的确定十分关键。

本文简要介绍了PID控制器的参数整定方法。

关键字：PID控制器参数整定方法绪论引言：PID控制器（比例-积分-微分控制器），由比例单元P、积分单元I 和微分单元 D 组成。

通过Kp，Ki和Kd三个参数的设定。

PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。

PID 控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。

这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。

和其他简单的控制运算不同，PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，这样可以使系统更加准确，更加稳定。

可以通过数学的方法证明，在其他控制方法导致系统有稳定误差或过程反复的情况下，一个PID反馈回路却可以保持系统的稳定。

比例- 来控制当前，误差值和一个负常数P（表示比例）相乘，然后和预定的值相加。

P只是在控制器的输出和系统的误差成比例的时候成立。

这种控制器输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系。

积分 - 来控制过去，误差值是过去一段时间的误差和，然后乘以一个负常数I，然后和预定值相加。

I从过去的平均误差值来找到系统的输出结果和预定值的平均误差。

一个简单的比例系统会振荡，会在预定值的附近来回变化，因为系统无法消除多余的纠正。

通过加上一个负的平均误差比例值，平均的系统误差值就会总是减少。

所以，最终这个PID回路系统会在预定值定下来。

导数 - 来控制将来，计算误差的一阶导，并和一个负常数D相乘，最后和预定值相加。

这个导数的控制会对系统的改变作出反应。

导数的结果越大，那么控制系统就对输出结果作出更快速的反应。

前言温度是表征物体冷热程度的物理量。

在很多生产过程中,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。

因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。

单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。

将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。

现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等,当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存,大量的数据存储器。

但随之而来的是巨额的成本。

在很多的小型系统中，处理机的成本占了系统成本的比例高达20％，而对于这些小型的系统来说,配置一个如此高速的处理机没有任何必要,因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性,所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂,不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。

随着电子技术以及应用需求的发展,单片机技术得到了迅速的发展,在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。

现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且可以很容易地做到多点的温度检测，如果对此原理图稍加改进，还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。

1绪论1。

1研究的目的和意义温度是工业生产中主要被控参数之一,温度控制自然是生产的重要控制过程。

工业生产中温度很难控制，对于要求严格的的场合,温度过高或过低将严重影响工业生产的产质量及生产效率，降低生产效益。

这就需要设计一个良好温度控制器，随时向用户显示温度，而且能够较好控制。

单片机具有和普通计算机类似的强大数据处理能力，结合PID，程序控制可大大提高控制效力，提高生产效益［9]。

基于PID算法的水轮机调速器毕业设计目录摘要 (I)目录 (I)第一章绪论 (1)1.1 课题概述 (1)1.1.1 课题来源 (1)1.1.2 提出问题 (1)1.2 技术发展综述 (2)1.2.1 水轮机调速器的发展 (2)1.2.2 人工智能与基于PID算法的模糊控制理论的发展 (4)1.3 设计主要工作 (5)第二章水电站主、辅机及微机调速器选型 (7)2.1 水电站概述 (7)2.2 水电站关键设备介绍 (7)2.3 水轮机的选型 (8)2.3.1 初选水轮机型号 (8)2.3.2 水轮机主要参数的计算 (9)2.3.3 效率的修正值计算 (10)2.3.4 转速的计算 (11)2.3.5 工作范围验算 (12)2.3.6 水轮机吸出高计算 (14)2.4 水电站辅助设备 (15)2.4.1 水轮机进水阀 (15)2.4.2 油系统 (15)2.4.3 气系统 (16)2.4.4 水系统 (16)2.5 微机调速器选型 (17)2.5.1 BW(S)T系列步进式微机调速器 (17)2.5.2 调节器系统组成及工作原理 (17)2.5.3 调节器主要功能模块 (19)2.5.4 PLC控制模块 (20)2.5.5 触摸屏 (20)2.5.6 微机调速器的通讯接口 (21)2.6 机械液压系统 (22)2.7 主要零部件 (22)2.8 参数及标准 (25)2.8.1 机械基本参数 (25)2.8.2 水轮机调速系统的标准 (25)2.8.3 调速系统的可靠性 (25)第三章水轮机微机调节系统 (26)3.1 调速器在水电站的作用和地位 (26)3.2 水轮机双调整调节系统 (27)3.2.1 PLC水轮机微机调速器的总体结构 (28)3.2.2 典型PLC水轮机微机调速器结构 (30)3.2.3本文采用的水轮机微机调速器结构形式 (31)3.3 PLC微机调节器的动态特性 (31)3.3.1 微机调速器PID调节系统的传递函数 (31)3.3.2微机调速器PID调节的离散算法 (32)3.3.3 PLC微机调节器PID响应特性 (34)3.4 Fuzzy-PID复合控制在微机调速系统中的应用 (35)3.4.1 PID参数Fuzzy自整定控制原理 (36)3.4.2 PID参数Fuzzy整定模型 (37)3.4.3 模糊PID控制器 (38)3.5 导叶和桨叶控制 (40)3.5.1 协联关系 (40)3.5.2 导叶开度的控制 (41)3.5.3桨叶开度求取 (42)3.6 微机调节器的自动调节模式 (43)第四章频率测量和机电转换部件 (45)4.1 测频基本原理 (45)4.1.1 动态频差和静态频差的原理 (46)4.2 PLC测频单元 (47)4.2.1 FX2N-64MT测频原理 (47)4.2.2 减少误差的措施 (48)4.2.3 精度分析 (49)4.3 基于电机的电气/位移转换装置 (49)4.3.1 微机调节器+电气/位移转换+机械液压随动系统 (50)4.3.2 微机调节器+电液随动系统 (51)4.4 伺服电机在电气／位移转换部件上的应用 (52)4.4.1 MINASA系列交流伺服电机介绍 (52)4.4.2 交流伺服电机选择 (53)4.4.3 基于交流伺服电机位置环控制的调速器 (54)第五章微机调速器的硬件和软件 (56)5.1 可编程控制器简介 (56)5.2 调速器中可编程控制器硬件构成 (56)5.3 微机调速器工作状态转换 (57)5.4 微机调速器PID调节 (61)5.4.1 PID调节 (62)5.5 基于模糊控制的PID调节 (65)5.5.1 模糊控制器的输入量变和输出变量 (66)5.5.2 各量化因子、比例因子与隶属度函数的选择 (67)5.5.3 建立模糊控制系统的控制规则 (68)5.5.4 精确量的模糊化与模糊推理 (68)5.5.5 模糊控制系统的清晰化 (69)5.6 协联关系在PLC中的实现 (69)5.7 操作终端常用画面、参数修改 (70)5.7.1 触摸屏画面操作流程 (70)结论 (75)参考文献 (77)致谢............................................. 错误！未定义书签。

基于PID算法的锅炉恒温控制系统毕业设计锅炉恒温控制系统是现代工业控制系统中的一种重要应用，其主要目标是通过控制锅炉的供热温度来保持恒定的室内温度。

而PID算法是一种经典的反馈控制算法，被广泛应用于工业自动化控制过程中。

本篇文章将介绍基于PID算法的锅炉恒温控制系统的设计。

首先，我们需要明确锅炉恒温控制系统的基本原理。

锅炉恒温控制系统由温度传感器、控制器和执行器（例如阀门）组成。

温度传感器用于检测当前室内温度，将检测到的温度信号传递给控制器。

控制器根据设定的目标温度和当前温度之间的差异，计算出控制信号，并将该信号传递给执行器，以调节锅炉的供热。

PID算法的设计基于对系统的模型和特性的理解。

PID控制器包括比例、积分和微分三个部分。

比例控制部分根据当前误差信号的大小，按照一定的比例系数来生成控制信号。

积分控制部分用于累积误差信号，并按照一定的积分系数来生成控制信号，以消除系统的积分误差。

微分控制部分用于检测误差变化率，并按照一定的微分系数来生成控制信号，以消除系统的超调和震荡。

设计基于PID算法的锅炉恒温控制系统的步骤如下：1.确定系统的数学模型：锅炉恒温控制系统可以近似视为一阶惯性环节。

根据温度传感器的输出和锅炉供热温度之间的关系，可以得到系统的传递函数。

根据传递函数，可以确定比例、积分和微分系数。

2.系统参数调整：为了使系统响应更加稳定和快速，需要对比例、积分和微分系数进行调整。

调整的方法可以是试错法或者自动调参法，以使系统的动态响应达到设计要求。

3.控制策略选择：PID算法有多种控制策略可选择，如串级控制、级联控制、迭代控制等。

根据实际情况和系统需求，选择适合的控制策略。

4.实现与调试：将PID算法实现到控制器硬件中，并进行系统的调试和稳定性测试。

检查控制器的输出和系统的响应是否满足设计要求，如稳定性、超调量、响应时间等。

最后，本篇文章还需要考虑锅炉恒温控制系统的优化。

可以采用先进的控制算法，如模糊控制、自适应控制等，以提高系统的稳定性和性能。

直流无刷电机 pid调速毕业设计_基于单片机和PID算法的直流电机调速设计(原创)导读：就爱阅读网友为您分享以下“毕业设计_基于单片机和PID算法的直流电机调速设计(原创)”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to 的支持!摘要在运动控制系统中，电机转速控制占有至关重要的作用，其控制算法和手段有很多，模拟PID控制是最早发展起来的控制策略之一，长期以来形成了典型的结构，并且参数整定方便，能够满足一般控制的要求，但由于在模拟PID控制系统中，参数一旦整定好后，在整个控制过程中都是固定不变的，而在实际中，由于现场的系统参数、温度等条件发生变化，使系统很难达到最佳的控制效果，因此采用模拟PID控制器难以获得满意的控制效果。

随着计算机技术与智能控制理论的发展，数字PID技术渐渐发展起来，它不仅能够实现模拟PID所完成的控制任务，而且具备控制算法灵活、可靠性高等优点，应用面越来越广。

本设计以上面提到的数字PID为基本控制算法，以AT89S51单片机为控制核心，产生占空比受数字PID算法控制的PWM脉冲实现对直流电机转速的控制。

同时利用光电传感器将电机速度转换成脉冲频率反馈到单片机中，实现转速闭环控制，达到转速无静差调节的目的。

在系统中采数码管显示器作为显示部件，通过2×2键盘设置P、I、D、V四个参数，启动后可以通过显示部件了解电机当前的转速。

该系统控制精度高，具有很强的抗干扰能力。

关键词：数字PID；PWM脉冲；占空比；无静差调节AbstractIn the motion control system,the control of electromotor's rotate speed is of great importance,there are a lot of speed control arithmetics andmethods ,the analog PID control is one of the earliest developed control policies which has formed typical structure ,its parametric setting is convenient and it's easy to meet normal control's demand,but as the whole control process is fixed once the parameter has been set while practically the changes of those conditions like the system parameters and temperature of the environment prohibit the system from reaching its best control effect,so the analog PID controller barely has satisfied effect.With the development of computer technology and intelligent control theory ,the digital PID technology is thriving which can achieve the analog PID's control tasks and consists of many advantages like flexible control arithmetics and high reliability,it is widely used now.This design is based on the digital PID mentioned above as basic control arithmetic and AT89S51 SCM as control core,the system produces PWM impulse whose duty ratio is controlled by digital PID arithmetic to make sure the running of direct current machine's rotate speed.Meanwhile,the design uses photoelectric sensor to transduce the electromotor speed into impulse frequencyand feed it back to SCM,this process implements rotate speed's closed loop control to attain the purpose of rotate speed's astatic modulation.In this system, the 128×64LCD is used as display unit , the 4×4 keyboard sets those four parameters P、I、D、V and obverse and reverse control,after starting up,the display unit shows the electromotor's current rotate speed and runtime.The system has great control precision and anti-jamming capability.Keywords：digital PID；PWM impulse；dutyfactor；astatic modulation前言21世纪，科学技术日新月异，科技的进步带动了控制技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了翻天覆地的变化。