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PID控制器设计与参数整定工程实践

📚 共计 30 章节

PID控制基础

什么是PID · PID物理意义 · 开环与闭环控制

入门核心概念

比例控制（P）

P控制原理 · P控制特点 · 稳态误差

积分控制（I）

I控制原理 · I控制作用 · 积分饱和现象

微分控制（D）

D控制原理 · D控制作用 · 噪声敏感问题

PID参数整定概述

整定目标 · 方法分类 · 整定流程

方法论总览

Ziegler-Nichols整定法（阶跃响应）

方法原理 · 参数计算表 · 适用场景

Z-N法阶跃响应

Z-N整定法（临界比例度法）

临界增益与周期 · 参数计算

临界比例Z-N

Cohen-Coon整定法

方法原理 · 参数计算 · 与Z-N对比

Cohen-Coon整定

Chien-Hrones-Reswick整定法

方法原理 · 参数计算 · 适用场景

Lambda整定法

方法原理 · λ参数选择 · 鲁棒性分析

IMC（内部模型控制）整定法

IMC原理 · IMC-PID参数 · 滤波器设计

IMC内部模型

极点配置整定法

极点配置原理 · 闭环极点选择 · 参数计算

极点配置现代控制

基于优化的整定法

目标函数 · 梯度下降/遗传算法 · 约束处理

优化遗传算法

继电反馈法 · 自整定流程 · 工程实现

自整定继电反馈

增益调度 · 模型参考自适应 · 自校正PID

模糊控制基础 · 模糊规则 · 模糊PID结构

模糊控制智能

神经网络PID

神经网络基础 · NN-PID结构 · 在线学习

串级PID控制

串级结构 · 主副控制器整定 · 应用案例

串级多回路

前馈-反馈PID控制

前馈补偿原理 · 前馈+反馈 · 应用案例

前馈复合控制

纯滞后系统 · Smith结构 · PID结合Smith

抗积分饱和策略

积分饱和原因 · 条件积分 · 积分分离 · 反计算法

抗饱和积分

微分先行与滤波

微分先行结构 · 低通滤波器 · 工程实践

微分先行滤波

PID参数整定软件工具

MATLAB/Simulink · Python控制库 · 商业软件

实战：温度控制

系统建模 · 整定过程 · 结果分析

实战：速度控制

系统建模 · 整定过程 · 结果分析

实战：液位控制

系统建模 · 整定过程 · 结果分析

实战：无人机姿态控制

系统建模 · 整定过程 · 结果分析

实战无人机

常见问题与调试技巧

振荡 · 超调 · 响应慢 · 鲁棒性差

PID控制器的数字实现

离散化方法 · 采样周期 · 代码实现

数字控制代码

PID控制的发展趋势

先进PID · 智能PID · 工业4.0下的PID