用matlab微分先行设计,基于MATLAB的微分先行PID控制的设计与仿真
第 34卷 第 1期 2014 年 1月 高 师 理 科 学 刊 Journal of Science of Teachers College and University Vo1．34 No．1 Jan． 2014 文章编号：1007—983 1(2014)O1—0044—03 基于 MATLAB的微分先行 PID控制的设计与仿真 王超 (昌吉学院 物理系，新疆 昌吉 831100) 摘要：针对给定值频繁变化的控制系统中常规PID控制算法的不足，将微分先行引入到PID智能 车控制 中．仿真结果表 明，可以避免给定值频繁变化所引起的 系统振 荡，明显地改善 了系统的动 态性 能． 关键词 ：MATLAB；微分先行 ；PID；智能车 中图分类号 ：TP15 文献标识码：A doi：10．3969~．issn．1007—9831．2014．O1．013 Design and simulation of PID control with differentialin advance based on MATLAB W ANG Chao (Department ofPhysics，Changji University，Changji 831100，China) Abstract：Aiming the shortage of conventional P1D control algorithm for the control system of rfequently changing value． Introduce differential in advance to PID control of smart car． The simulation results show that the system can avoid oscillating by the given value S frequently changes，and significantly improve the system S dynamic eormanee． Key words：MATLAB；differential in advance；PID；smart car 飞思卡尔智能车竞赛是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技 术 、电子、电气 、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意l生比赛⋯，是面向全国大学生的一种具有探索 性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一．参赛队要制作一个能够自主识别路径的智能车， 在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，最陕跑完全程而没有冲出跑道且技术报告评分较高为获胜者口 ．该 跑道由直道 、曲道等组成，当智能车在曲道上行驶时，为防止智能车冲出跑道，必须将智能车的速度降低． 这种路线偏差的频繁变化会造成速度设定值和方向设定值的频繁变化，这会引起速度控制系统的振荡，并 且微分环节对误差突变干扰很敏感，容易造成系统的不稳定．为避免因速度和方向设定值升降时造成系统 的不稳定 ，本文在智能车的速度和方向控制上引入 了微分先行PID算法 ，其特点是只对输出量进行微分 ， 即只对速度测量值和舵机偏转量进行微分 ，而不对速度和方 向的设定值进行微分．这样 ，在设定值发生变 化时 ，输出量并不会突变 ，大大改善了速度控制系统的动态性能． 1 微分先行PID控制的设计 微分先行控制的结构见图1．令 ： ， <1 (1) ( ) S+1 收稿 日期：2013—08一O1 基金项 目：昌吉学院科研基金资助项 目 (2011SSQD0
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