MATLAB PID控制器仿真与性能分析平台

资 源 简 介

基于MATLAB开发的PID控制器可视化仿真工具，支持参数整定、系统响应分析和实时调试，便于用户掌握控制原理并优化性能。适用于教学与工程验证。

详 情 说 明

PID控制器原理演示与性能分析平台

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的PID控制器可视化仿真与性能评估平台。通过集成控制系统建模、仿真分析和GUI交互技术，实现PID控制原理的直观演示和控制器性能的全面分析。平台适用于控制理论教学、工程调试和算法研究等多个场景，帮助用户深入理解PID控制器的设计方法与实际应用。

功能特性

• 可视化仿真：实时显示系统阶跃响应曲线，支持动态参数调整和效果对比
• 性能评估：自动计算超调量、调节时间、稳态误差等时域性能指标
• 参数整定：集成Ziegler-Nichols等经典整定方法，提供参数推荐值
• 频域分析：生成Bode图、Nyquist图等频域特性图，辅助稳定性分析
• 交互调试：支持实时修改PID参数和系统模型，即时观察控制效果变化

使用方法

1. 系统建模：在GUI界面输入被控系统的传递函数模型（如一阶或二阶系统）
2. 参数配置：设置PID控制器的比例系数Kp、积分时间Ti、微分时间Td等参数
3. 仿真设置：配置仿真时间范围和步长参数
4. 运行分析：启动仿真后查看系统响应曲线和性能指标报告
5. 参数优化：根据整定推荐值调整参数，对比不同参数下的控制效果

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Control System Toolbox控制系统工具箱
• Signal Processing Toolbox信号处理工具箱（用于频域分析）

文件说明

主程序文件集成了图形用户界面的创建与交互逻辑，实现了传递函数模型的解析与验证、PID控制器的实时仿真计算、时域响应曲线的动态绘制与性能指标分析、基于经典整定规则的参数推荐计算，以及频域特性图的生成与稳定性评估等核心功能模块的协调运行。