Key words: PID controller; adaptive control; single neuron; MATLABsimulation

1绪论 1

1.1课题研究的意义 1

1.2PID控制技术的应用及特点 3

1.3PID控制技术的研究现状 5

1.4单神经元PID控制研究现状 6

1.5本论文的主要内容及相关软件介绍 7

2PID参数整定 8

2.1 PID参数整定概述 8

2.2Ziegler-Nichols整定法及其仿真 8

2.3临界比例度法及其仿真 13

2.4衰减曲线法 15

2.5试凑法 16

2.6理论整定法 17

3 单神经元自适应 PID 控制器 18

3.1 自适应控制系统 18

3.2 控制结构 20

3.3 控制算法 23

4 仿真程序及分析 25

4.1问题描述 25

4.2仿真程序及分析 25

结  论 30

致谢 31

参考文献 32

附录 33

1绪论

1.1课题研究的意义

PID控制也称为PID调节，P是指比例环节，I指的是积分环节，D指的是微分环节。在现代控制工程中主要运用到PI和PD这两种双环节共同作用的控制。任何闭回路系统的原理是偏差和偏差被消除，在典型的PID控制系统中，在P、I、D是平行的，P对偏差乘以一个缩放因子输出，当误差为0，对应输出为0，所以P是对差调节。I是偏差的积分，当偏差较大时，I输出增量是大的，误差是0，I的输出量将保持不变，I是没有差异的调整。D是偏差的微分求得在实际应用中的变化率，变化率等于阻尼。

改革开放之后的几十年里中国的科技水平逐渐和国际社会接轨，计算机技术可谓是日新月异，发展可谓迅速，工业智能化的水平也在不断地提升其中关键还是智能化算法被不断地深入地研究，各种算法被科学家改进以适应实际的应用。

我国的工业过程控制理论与控制技术取得了非常巨大的进步。虽然控制算法在不断的推陈出新，已经出现了无数新潮的控制算法，但是PID控制器并没有退出历史的主舞台，依然是工业过程控制领域的一把手，占据95%以上的市场，被广泛应用于化工、冶金、炼焦、造纸、建材、陶瓷及电力发电等工业控制领域。因为PID是基于反馈回路，应用输出和输入的比较偏差来进行系统调节的。

    PID控制在国际上都是占据控制领域的主导地位的。有国际机构曾经对于PID控制的使用性能和应用状况进行过评估和统计，调查结果令人大吃一惊。调差显示在工业过程控制领域PID控制器的应用率达到了惊人的百分之90。在美国这个发达国家，它的化工、冶金、炼焦、造纸、建材、陶瓷及电力发电等工业生产领域反馈回路几乎都用到了PID控制算法。然而令人可惜的是，60%以上的PID控制器并不能达到用户所期望的要求主要是在相应工业控制系统中的控制性能方面。鉴于PID控制应用非常广泛，PID控制器的不足之处给控制理论研究及其实际应用带来了前所未有的机遇和挑战。