毕业设计（论文）：基于单片机优化的PID控制设计与实现.doc

摘 要 控制系统中，采用比例、积分、微分控制方式控制，称之为PID控制。数字PID控制器原理简单，使用方便，适应性强，可用于多种工业控制。目前在实际的工业过程控制中，虽然可以应用很多先进的智能控制算法，但是PID(比例-积分-微分)控制器始终是主导的且非常重要的广泛使用的控制方法。大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。本篇论文介绍了Keil Software公司的μVision3集成开发环境的MCS-51系列单片机体系结构，开发基于单片机的自动控制理论实验设计，其目的是为自控的初学者提供一个学习PID控制算法的实验平台。 关键词: 单片机、PID、自动控制Abstract This paper introduces the Keil Softwares integrated development environment μVision3 MCS-51 family of single chip architecture to automatic control theory and transfer function analysis (theoretical modeling) and experimental methods (system identification) as the basis of classical control theory and understanding of modern control theory in engineering practice new optimal control, robust control, intelligent control of the PID control principle, drawn by Proteus ISIS schematic analog PID controller parameter settings and circuit components to meet the controlled variable on the performance index of the entire system to provide a reliable basis for circuit design theory and practice. Based on MATLAB / Simulink control system modeling and simulation, comprehensive analysis, implementation-oriented programming language MATLAB (M + C) development environment optimized digital PID control technology in the practical application of process control. KeyWords: MCU MATLAB /Simulink Proteus PID Automatic Control目 录 第1章 系统概述 1 1.1 系统开发背景 1 1.2 功能概述 1 1.3 系统技术简介 1 1.3.1 μVision3集成开发环境的介绍 1 1.3.2 VC语言及其特点简介 2 1.3.3 Dreamweaver开发工具及其特点介绍 3 第2章　需求分析 5 2.1 需求分析的基本任务 5 2.2 系统的功能需求 5 2.3 系统运行环境 5 第3章　概要设计 7 1.1 8051系统结构及各功能模块作用 1 1.1.1 8051内部结构及各功能模块作用 1 1.1.2 8051外部引脚描述 3 2.自动控制原理和新型PID控制设计理念 7 2.1自动控制原理的系统分析 7 2.1.1自动控制原理概述 7 2.1.2控制系统的组成和性能要求 7 2.1.3 控制系统分析方法 8 2.2新型PID控制设计思想的现代控制理论 9 2.2.1最优控制 9 2.2.2鲁棒控制 9 2.3.3智能控制 10 3. 11 3.1 基于单片机优化的PID控制系统“实验箱”功能分析 11 3.2 13 3.3 20 3.4 25 3.4.1 数字PID理论基础 25 3.4.2 27 3.4.3 32 3.4.4 35 3.4.5 37 4.结 论 39 5.致 谢 40 参 考 文 献 41 附录A 42 附录B 43 附录C 45 附录D 47 附录E 48 前 言 单片机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的。随着技术的发展，单片机片内集成的功能越来越强大，并朝着SoC（片上系统）方向发展。单片