一、设计目的与要求：了解并掌握单回路控制系统的构成和控制原理。了解PID参数整定的基本方法，如ZieglerNichols整定方法、临界比例度法或衰减曲线法。学会用matlab中的Simuli
k仿真系统进行PID参数整定。二、设计正文：在热工生产过程中，最简单、最基本且应用最广泛的就是单回路控制系统，其他各种复杂系统都是以单回路控制系统为基础发展起来的。单回路控制系统的组成方框原理图如图1所示，它是由一个测量变送器、一个控制器和一个执行器（包括调节阀），连同被控对象组成的闭环负反馈控制系统。干扰
控制器
执行器
对象
变送器
图1、单回路控制系统组成原理方框图控制器的参数整定可分为理论计算法和工程整定法。理论计算方法是基于一定的性能指标，结合组成系统各环节的动态特性，通过理论计算求得控制器的动态参数设定值。这种方法较为复杂繁琐，使用不方便，计算也不是很可靠，因此一般仅作为参考；而工程整定法，则是源于理论分析、结合实验、工程实际经验的一套工程上的方法，较为简单，易掌握，而且实用。常用的工程整定法有经验法、临界比例度法、衰减曲线法、响应曲线法等等，本设计中主要是应用ZieglerNichols整定方法来整定控制器的参数。参数整定的基本要求如下所述：1、通过整定选择合适的参数，首先要保证系统的稳定，这是最基本的要求。2、在热工生产过程中，通常要求控制系统有一定的稳定裕度，即要求过程有一定的衰减比，一般要求4：110：1。3、在保证稳定的前提下，要求控制过程有一定的快速性和准确性。所谓准确性就是要求控制过程的动态偏差和稳态偏差尽量地小，而快速性就是要求控制时间尽可能地短。总之，以稳定性、快速性、准确性去选择合适的参数。目前工程上应用最广泛的控制是PID控制，这种控制原理简单，使用方便；适应性强；鲁棒性强，其控制品质对被控对象的变化不太敏感。（1）比例控制（P控制）csKp1δ；：G（2）比例积分控制（PI控制）csKp11TIs1δ11TIs；：G（3）比例积分微分控制（PID控制）csKp11TIsTDs。：GZieglerNichols法是一种基于频域设计PID控制器的方法，根据给定对象的瞬态响应来确定PID控制器的参数。如果单位阶跃响应曲线看起来是一条S形的曲线，则可用如下传递函数近似：
fCsRs

Ke
Ls
Ts1
利用延迟时间L、放大系数K、和时间常数T，根据表1中的公式确定Kp、TI、TD的值（令αKLT控制器类型PPIPIDKp1α09α12αTI∞3L2LTD0005L
例：如图所示的控制系统：r