课 程 实 习 报 告 实习名称： PID调节器 学生姓名： 李程 学 号： 201216030213 专业班级： 建筑电气与智能化2班 指导教师： 成天乐 完成时间： 2014年6月12日 报告成绩： 评阅意见： 评阅教师 日期
题目：PID调节器的设计
摘要
目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器﹑传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。
关键词：比例带δ；PID的输入偏差△e；积分作用；微分作用；被调量；静差。
一、 设计任务与要求
1.设计一个负反馈放大电路
2.能实现比例运算电路、积分电路和微分电路的功能 二、方案设计与论证
设计一个PID调节器，PID控制器就是根据系统的误差利用比例积分微分计算出控制量，比例积分微分（PID）控制包含比例（P）、积分（I）、微分（D）三部分，实际中也有PI和PD控制器。
图2.1
上图中给出了一个PID控制的结构图，控制器输出和控制器输入（误差）之
间的关系在时域中可用公式表示如下：
（1-1）
公式中 系数、
表示误差、控制器的输入， 积分时间常数、
是控制器的输出， 为比例
为微分时间常数。式又可表示为：
公式中 和 分别为 和 的拉氏变换， ，
。 、 、 分别为控
制器的比例、积分、微分系数。 三、单元电路设计与参数计算
图3.1
分析：上面电路中的输入支路和反馈支路中都有电阻、电容元件，因此直接在时域里求出输出与输入的关系比较困难。如果先在S域里求出电路的传递函数（即输出与输入的关系），再利用拉氏反变换得到时域里的输出与输入的关系，这样就比较容易些。
设
由图3.1可知
在对上式进行拉氏反变换，因S表示微分，1/S表示积分。S 一次方表示微分一次，二次方表示微分两次，S负一次方表示积分一次，负两次方表示积分两次。因此式中的第一、 第二项表示比例运算，第三项表示微分运算，第四项表示积分运算，所以
上述电路的输出输入关系为比例-积分-微分运算，又称为PID运算。在自动控制系统中经常用作为 PID调节器。
四、总原理图及元器件清单 （1）原理图4.1
分析：根据“虚短”和“虚断”的原则，
根据u?p??u?n??0N点的电流方程为...........i?f??i?1??i?c1?........i?c1??C?1?duu?1?...........i?dtR?1?
输出电压U等于R上电压u和C上电压u之和，而
U?r2???iR??R?2?du?1?U?1??R?2?C?1? R?1?dt