PID控制在房间恒温控制系统中的应用研究

李家玮++朱立忠

摘 要：通过学习控制理论基础， 使用了MATLAB/Simulink仿真设计软件对室温控制系统的自动控制进行了分析与研究。在研究中，用户设定最适温度值，温度控制过程中使用PID算法，分析并建立系统各个被控对象的仿真模型，研究并得出各个环节的传递函数。通过MATLAB/Simulink软件对室温PID控制系统的模型进行仿真。在MATLAB对PID恒温控制系统的仿真过程中，分析并得到最优的PID控制参数，达到最佳的恒温控制效果。

关键词：温度；MATLAB；PID

温度，作为决定生活环境舒适与否的重要因素之一，室温自动控制系统的研究受到广泛关注。PID算法作为控制温度最常用的算法，因其操作简便，性能优越，便于调试等功能，经常被运用到自动控制领域当中。在调试过程中对其中的参数KP、KI、KD进行调试即可，在很多情况下，并不一定需要三个单元，在保证有比例控制环节的前提下，可以取其中的一或两个单元。本文确定了被控对象数学模型的传递函数，通过对PID控制器的KP、KI、KD不断凑试与测试，达到恒温控制的最佳效果。

1 PID参数的整定

PID控制器总体分为（P）比例环节、（I）积分环节与过（D）微分环节。基本的PID控制规律可描述为：

想获得模糊PID阈值的具体值，我们应该通过根据预先设置好的模型整定一般PID控制器中阈值，通过该阈值，再去设置模糊PID控制器里比例，积分，微分环节中的阈值[1]。PID阈值整定的基本规律如下：

（1）通常通过扩大比例系数能够使系统中的响应速度加快，且能够对系统中的静差进行削弱，当比例系数增大太大时系统不但会产生震荡，也会令其稳定性变差。……