基于PSO-ITAE优化的PID控制器参数整定MATLAB项目

资 源 简 介

本项目通过粒子群算法（PSO）自动优化PID控制器参数（Kp/Ki/Kd），采用ITAE性能指标作为优化目标。系统能有效提升控制系统的动态性能和稳态精度，适用于各类工业控制场景的参数整定需求。

详 情 说 明

基于粒子群算法和ITAE性能指标的PID控制器参数优化系统

项目介绍

本项目实现了一个智能PID参数整定系统，通过粒子群优化算法（PSO）自动寻优PID控制器的三个关键参数（比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd）。系统以ITAE（时间乘以绝对误差积分）作为性能评价指标，通过模拟控制系统响应过程，迭代寻找使ITAE指标最小化的最优PID参数组合。该系统为控制系统设计提供了一种高效、自动化的参数整定解决方案。

功能特性

• 智能参数优化: 采用粒子群优化算法自动整定PID参数，避免传统试凑法的低效性
• 性能指标优化: 以ITAE为核心性能指标，兼顾系统响应速度和控制精度
• 灵活输入配置: 支持自定义被控对象模型、PSO算法参数、参数约束范围等
• 全面结果输出: 提供最优参数、收敛曲线、响应对比、性能指标等多维度分析结果
• 可视化展示: 生成直观的优化过程曲线和系统响应对比图

使用方法

1. 配置系统参数:

- 设置被控对象传递函数的分子分母多项式系数 - 定义PSO算法参数（粒子数量、迭代次数、惯性权重、学习因子） - 指定Kp、Ki、Kd的搜索范围约束 - 配置仿真参数（仿真时间、采样周期） - 选择参考输入信号类型

1. 运行优化程序:

- 执行主优化程序，系统将自动进行PSO迭代寻优 - 实时显示优化进程和当前最优解

1. 分析优化结果:

- 查看最优PID参数数值 - 分析收敛曲线评估优化效果 - 对比优化前后系统响应特性 - 获取ITAE等性能指标数值

系统要求

• MATLAB R2016b或更高版本
• 控制系统工具箱（Control System Toolbox）
• 推荐内存：4GB以上
• 磁盘空间：100MB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能，包括PSO优化算法的完整执行流程、ITAE性能指标的计算评估、控制系统仿真模型的构建、PID控制器参数的优化搜索以及优化结果的可视化展示。该文件整合了参数输入、优化计算、结果输出等全部功能模块，为用户提供一站式的PID参数优化解决方案。