Matlab的三容水箱液位控制系统设计(5)
（2） P、I和D三个参数简单明了，并且PID控制器技术已经相当成熟，参数整定也很方便，利于操作人员学习和使用。
PID控制器适应性、鲁棒性较强，对于各种工业应用的场合都可以在不同的程度上起到不小的作用。
PID控制算法在连续系统中的表达式为：
式中： Kp为比例增益
Ki为积分增益
Kd为微分增益
e为误差
t为时间
τ为积分变量
图 2.4 PID控制器框图
如图2.4所示为PID控制器的框图，目前Matlab软件已经可以直接加入PID模块，而不用再建立如图所示的框图模型。
2.5 解耦控制系统介绍
近年来，非线性、强耦合的非线性系统，尤其是多变量非线性系统的控制技术在过程控制等自动化领域起着越来越重要的作用。产品质量、生产速度以及环境保护对过程控制提出越来越高的要求，使得非线性控制器的的设计显得非常必要。非线性系统解耦及控制是一种行之有效的设计方法。系统经过成功解耦后，每个输入只影响其对应的一个输出，这样就可以把一个多变量系统细分为若干个相互解耦的子系统。这些线性化的子系统更易于分析，也更容易设计其传递函数[10]。
本次课题为液位控制系统，在液位控制系统中，液位是被控变量，给水量是控制变量。然而有多个输入和多个输出，改变回路1的输入会同时影响回路1和回路2的输出，同理改变回路2的输入也会同时影响回路1和回路2的输出，这样的话系统就难以调整，使得系统的性能很差，过程一直不能稳定，最终影响质量。如果情节严重，还会造成生产事故，危及人身和设备。因此解耦是必须的，将多个回路之中的互相耦合的多输入、多输出变成多个单输入、单输出。
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