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第4章计算机控制系统的模拟化设计
课程名称：
计算机控制技术
AnalysisandDesignofDigitalControlSystems
授课教师：北京交通大学机械与电子控制工程学院
测控系：王爽心，陈广华，齐红元
第4章计算机控制系统的模拟化设计
第四章
计算机控制系统的模拟化设计
AnalogDesignofDigitalControlSystems
王爽心:shxwang1@bjtu.edu.cn
SchoolofMechanical,ElectronicandControlEngineering,
BJTU
第4章计算机控制系统的模拟化设计
本课主要内容
•数字PID控制器的设计
•数字PID控制算法的改进
•数字PID控制器的参数整定
下次课
实验三数字PID控制器的设计直流闭环调速实验
第4章计算机控制系统的模拟化设计
•教学目的：
(1)复习PID控制器的控制作用；
(2)掌握数字PID控制器控制算式的推导及改进方法；
(3)掌握数字PID控制器的参数整定方法。
•本课重点：
(1)两种数字PID控制器控制算法；
(2)数字PID控制器的改进方法。
第4章计算机控制系统的模拟化设计
•本课难点：
控制算式的推导及改进方法。
•本课关键：
掌握好连续系统模拟控制器的设计方法，以先修课《自
动控制原理》为理论基础。
第4章计算机控制系统的模拟化设计
本课引入（1）
PProportional比例
PID控制器IIntegral积分
DDifferrential微分
自20世纪30年代末期出现以来，在工业控制领域得到了很大的发展和
广泛的应用。
应用
PID控制是迄今为止最通用的工业过程控制方法，大多数反馈回路都采用
该方法进行控制。即使在科技发达的日本，纯PID控制的使用率在84.5%以上，
若改进型包含在内则超过90%。
－摘自陶永华《新型PID控制及其应用》
第4章计算机控制系统的模拟化设计
本课引入（2）
PID控制器的优点：
PID控制器之所以经久不衰，主要有以下优点。
技术成熟
易被人们熟悉和掌握
不需要建立数学模型
控制效果好
第4章计算机控制系统的模拟化设计
本课引入（3）
PID控制器的作用：
比例调节器(P)
比例积分调节器(PI)
比例微分调节器(PD)
比例积分微分调节器(PID)
第4章计算机控制系统的模拟化设计
第三节Unit3
数字PID控制器的设计
DesignofDigitalPIDController
第4章计算机控制系统的模拟化设计
4-3-1PID控制的基本形式及数字化
PID控制原理：
根据偏差的比例(P)、积分(I)、微分(D)进行控制。
D(s)
K
P
r(t)e(t)Ku(t)y(t)
P
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