MATLAB离散PID控制器多信号跟踪仿真平台

资 源 简 介

本项目实现基于离散PID控制器的多信号跟踪仿真系统，支持阶跃、方波、正弦信号的位置响应控制。通过实时计算控制量，动态展示被控对象输出曲线与误差曲线，适用于控制算法验证与教学演示。

详 情 说 明

基于离散PID控制器的多信号跟踪系统仿真平台

项目介绍

本项目设计并实现了一个离散PID控制器仿真系统，能够对多种参考信号（阶跃、方波、正弦）进行位置响应跟踪控制。系统采用离散PID控制算法实时计算控制量，并通过动态可视化展示被控对象的输出响应、跟踪误差及控制器输出。用户可通过调整PID参数和系统参数，直观观察不同设置下系统的跟踪性能与稳定性。

功能特性

• 多信号发生器模块：支持阶跃信号、方波信号、正弦信号三种参考信号生成
• 离散PID控制算法：实现位置式离散PID控制器，支持参数在线调整
• 实时数据可视化：同步显示参考信号与实际输出对比曲线、误差变化曲线和控制器输出曲线
• 系统性能分析：自动计算并显示超调量、调节时间、稳态误差等关键性能指标
• 稳定性分析（可选）：提供系统伯德图/奈奎斯特图分析功能

使用方法

1. 设置信号参数：

- 选择信号类型S（1-阶跃，2-方波，3-正弦） - 设置信号幅值A，对于正弦/方波信号还需设置频率f

1. 配置控制参数：

- 调整PID参数：比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd - 设置系统参数：采样周期Ts、仿真时长T

1. 运行仿真：执行主程序开始仿真，系统将自动生成相应的响应曲线和性能指标

1. 结果分析：观察响应曲线与性能指标，调整参数优化系统性能

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 基础MATLAB环境（无需额外工具箱）

文件说明

主程序文件整合了信号生成、离散PID控制算法实现、系统仿真运行、数据可视化及性能分析等核心功能模块，构成了完整的仿真平台运行框架。具体实现了参考信号生成器、离散PID控制器、被控对象模型、实时数据绘图引擎以及性能指标计算器等关键组件的一体化协同工作。