基于MATLAB GUI的PID控制器交互式模拟系统 - 直观控制系统仿真平台

资 源 简 介

本项目通过MATLAB的图形用户界面（GUI）实现了一个交互式PID控制器模拟系统。用户可以实时调整Kp、Ti、Td参数，选择不同被控对象模型（如一阶惯性或二阶振荡系统），并观察控制响应的实时曲线变化，为控制系统设计与调试提供直观支持。

详 情 说 明

基于MATLAB GUI的PID控制器交互式模拟系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB GUI开发的PID控制器交互式模拟系统，旨在为控制系统的教学、学习和研究提供一个直观、便捷的可视化仿真平台。系统通过图形用户界面实现了PID参数的实时调整、被控对象模型的选择、控制性能的实时显示与分析，有效降低了控制算法的学习门槛，提高了参数整定的效率。

功能特性

• 可视化GUI界面：提供友好的图形交互环境，无需编程即可操作
• 实时参数调整：通过滑块或文本框实时调节PID参数（Kp、Ti、Td），即时观察系统响应变化
• 多模型支持：内置一阶惯性系统、二阶振荡系统等多种被控对象模型
• 动态曲线显示：实时显示系统的阶跃响应、正弦跟踪等时域响应曲线
• 智能参数整定：集成Ziegler-Nichols等经典整定方法，提供参数调整建议
• 性能定量分析：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
• 数据导出功能：支持仿真数据和曲线图的导出，便于后续分析和报告撰写

使用方法

1. 启动系统：运行主程序文件，打开GUI操作界面
2. 选择被控对象：从下拉菜单中选择需要仿真的系统模型类型
3. 设置参考信号：根据需求配置阶跃信号的幅值或正弦信号的频率、振幅
4. 调整PID参数：

- 直接输入Kp、Ki、Kd数值 - 或使用滑块进行实时微调 - 可启用参数整定辅助功能获取初始参数建议

1. 运行仿真：设置仿真时间参数，启动仿真过程
2. 分析结果：

- 观察实时更新的响应曲线 - 查看性能指标数据 - 分析频域稳定性图表（如伯德图）

1. 导出数据：保存仿真结果到MAT文件或导出曲线为PNG图像

系统要求

• MATLAB版本：R2018b或更高版本
• 必要工具箱：Control System Toolbox（控制系统工具箱）
• 硬件配置：建议4GB以上内存，支持图形显示

文件说明

主程序文件构建了完整的图形用户界面框架，整合了参数输入处理、系统模型调用、实时仿真计算、动态图形绘制以及性能指标分析等核心功能。该文件实现了用户交互事件响应、控制系统建模与求解、数据可视化更新以及文件输出管理等一系列关键操作，确保整个模拟系统的协调运行和功能的完整实现。