基于LabVIEW的自整定PID控制器设计与分析 - 图文

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基于LabVIEW的自整定PID控制器设计与分析

作者：关艳翠 赵硕伟 杨振元 来源：《山东工业技术》2017年第02期

摘 要：为进一步提高工业控制效果，本文引入LabVIEW工程开发平台，利用其提供给的友好人机交互界面和较强的数据采集与处理功能对基于继电反馈的PID控制器展开了详细的设计。仿真分析结果表明，基于LabVIEW的自整定PID控制器设计能够有效提高工业生产的控制效果，具有良好的使用与推广价值。

关键词：工业过程控制；LabVIEW；自整定PID控制器 DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.193 1 继电反馈PID自整定技术分析

首先，对PID控制器的基本结构进行分析。反馈控制系统中，以y和ysp分别表示系统输出和预先设定值，以e=ysp-y表示控制误差，u表示控制信号[1]。给出如式1所示的经典PID控制器传递函数：

Gc（s）=KP（1++s） （1）

其中，KP、和分别表示比例增益、微分时间和积分时间。需要说明的是，因不同工业控制领域对PID控制器的性能要求具有较大差异，故应对其结构进行针对性改动从而确保达到预期控制效果。通常情况下，实际应用中的PID控制器大都被进行了微分增益的限幅，由此，其传递函数可改写为如下形式： Gc（s）=KP（1++） （2）

其次，给出机电反馈PID的自整定法相关原理。机电反馈PID自整定法是以非参数模型辨识为依托的自整定法，该方法中，具有机电特性的非线性控制被相应的闭环控制回路所引入，以达到使被控过程产生极限环振荡的目的，同时，以得到的极限环振荡曲线为依据获得相应模型的特征参数，简单说来就是获取模型的振荡周期与临界比例系数Ku和Tu，在此基础上，借助Z-N临界比例度的参数整定表实现具体的PID参数计算。待整个自整定控制结束后，反馈控制系统将自动切换到PID控制模式。 2 基于LabVIEW PID控制器的设计 2.1 PID控制器设计

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