1. 研究目的与意义及国内外研究现状

自从pid控制器产生以来，凭借其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业生产过程中应用最广的控制器；据统计，在工业控制控制回路中具有pid控制器结构的就有90%以上的，其中pid控制技术为84.5%，优化pid控制技术为6.8%，还有10%的控制技术主要为智能控制技术、较为现代的控制技术与人为手动控制技术。

尽管pid控制器在自动控制领域已经产生并应用了较长的时间，但是它仍是一个活跃的研究领域。最近的一项调查显示，pid控制的应用与传统的先进的控制和模型预测控制的比例是100:10:1。这些都说明了pid控制一直保持着巨大的活跃性。

随着工业控制技术的发展，控制系统对控制器的控制性能要求也越来越高，为了进一步改进系统控制技术，提高控制系统控制质量，因此进一步挖掘和研究pid控制器的控制品质对控制技术的发展具有重要的意义。

国内外研究现状

十七世纪中叶至二十世纪二十年代，为机器工业的发展的阶段，在此期间，反馈的方法首先被提出，在研究气动和电动记录仪时发现了比例和积分，控制器的形式是p和pi。二十世纪二十年代至四十年代，泰勒仪器公司发现了微分作用，微分作用的发现具有重要的意义。在1942年和1943年，泰勒仪器公司的ziegler和nichols等人分别在开环和闭环的情况下，研究了比例、积分和微分在控制中的作用，首次提出了pid控制器参数自整定的问题。

1996年，胡晚霞等提出了交叉两点法，通过计算机仿真相应的pid参数整定规则；1998年，夏淑艳提出了利用拉盖尔级数辨识和整定的方法；2004年，曾振平等人提出了一种基于改进的广义平方误差积分准则的pid参数整定新方法。

2. 研究的基本内容

本论文主要研究PID控制器的设计技术，研究内容主要包含以下2个方面工作：

1、在研究PID控制器的控制理论与控制方法的基础上，主要研究PID控制器的参数整定方法，针对工程实际中常用的Z-N法、临界比例度法、衰减法和C-C法进行具体的深入研究，临界比例度法与衰减法是工程整定法。临界比例度法是断开积分和微分的作用，得到等幅振荡曲线，再根据等幅振荡的周期与此时比例得到PID控制器的三个参数；衰减法分为4:1和10:1衰减，断开积分和微分调节比例作用得到4:1衰减曲线，并计算此时PID控制器的三个参数，用MATLAB对控制器的整定参数进行仿真对比分析研究。

2、对模糊PID控制器的设计理论与设计方法进行分析研究，针对对模糊PID控制器的设计，先建立模糊规则库，选定输入输出的隶属函数及其论域，并输入模糊规则，在得到PID控制器初始参数的情况下，对模糊PID控制器进行参数调整，以实现模糊PID控制器的设计。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实验方案拟定：

研究pid控制器与模糊pid控制器的设计理论与设计技术，并利用matlab

软件进行仿真分析研究。

4. 参考文献

[1]刘金琨.先进pid控制的matlab仿真[m].电子工业出版社，2004.

[2]李友善，李军.模糊控制理论及其在控制过程中的应用[m].国防工业出版社，1993.

[3]诸静.模糊控制理论与系统原理[m].机械工业出版社，2008.