P、PI和PID控制器性能比较2汇编.pdf

学学 号：号：课课 程程 设设 计计题题 目目P、PI 和 PID 控制器性能比较学学 院院自动化学院专专 业业自动化班班 级级自动化 1102 班姓姓 名名指导教师指导教师2013 年12 月23日武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书课程设计任务书课程设计任务书学生姓名：学生姓名：专业班级：专业班级：自动化自动化 11021102 班班 指导教师：指导教师：工作单位：工作单位：自动化学院自动化学院 题题 目目:P P、PIPI 和和 PIDPID 控制器性能比较控制器性能比较 初始条件：初始条件：一二阶系统结构如图所示，其中系统对象模型为）（）（15s1s1sG，控制器传递函数为Pk)s(D1（比例 P 控制），/skkIP)s(D2（比例积分 PI 控制），sk/skkDIP)s(D3（比例积分微分PID 控制），令19Pk，5.0Ik，19/4Dk，Di(s)为上述三种控制律之一。要求完成的主要任务要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）分析系统分别在 P、PI、PID 控制器作用下的，由参考输入决定的系统类型及误差常数；（2）根据（1）中的条件求系统分别在 P、PI、PID 控制器作用下的、由扰动 w(t)决定的系统类型与误差常数；（3）分析该系统的跟踪性能和扰动性能；（4）在 Matlab 中画出（1）和（2）中的系统响应，并以此证明（3）结论；（5）对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚计算分析的过程，其中应包括 Matlab 源程序或 Simulink 仿真模型，并武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书注释。说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排：时间安排：（1）课程设计任务书的布置，讲解（半天）（2）根据任务书的要求进行设计构思。（半天）（3）熟悉 MATLAB 中的相关工具（一天）（4）系统设计与仿真分析。（三天）（5）撰写说明书。（二天）（6）课程设计答辩（半天）指导教师签名：指导教师签名：年年 月月 日日系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名：年年 月月 日日武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书目录摘要.11 参考输入决定的系统类型及误差常数.21.1 系统类型.21.2 误差常数.32 扰动 w(t)决定的系统类型与误差常数.62.1 系统类型.62.2 误差常数.73 系统的跟踪性能和扰动性能.93.1 跟踪性能.93.2 扰动性能.94 在 Matlab 中画出系统响应.104.1 由参考输入决定的系统响应.10小结体会.23参考文献.24武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书1摘要目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。工程实际中，比例控制器（简称 P 控制器）、比例-积分控制器（简称 PI 控制器）、比例-积分-微分控制器（简称 PID 控制器）在自动控制系统中都有着广泛的应用，熟悉和掌握它们的工作原理及特点对于有效运用尤为重要。其中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例-积分-微分控制。P 控制器可以提高系统的开环增益，减小系统的稳态误差，从而提高系统的控制精度。PI 控制器可以给系统增加一个位于原点的开环极点，同时也增加了一个位于 S 左半平面的开环零点。位于原点的极点可以提高系统的型别，以消除或减小系统的稳态误差，改善系统的性能；而增加的负实部零点则可以减小系统的阻尼程度。与 PI 控制器相比，PID 控制器除了同样具有提高系统稳态性能的有点外，还多提供了一个负实部零点，因此在提高系统的动态性能方面具有更大的优越性。本文分析了系统分别在比例控制器、比例-积分控制器、比例-积分-微分控制器下由参考输入及扰动决定的系统类型和误差常数。经过分析计算后，本文也将讨论系统的跟踪性能和扰动性能。最后应用 matlab 仿真，从而来验证P、PI、PID 各自的性能特点，经过比较得出针对具体被控对象时所应选择的控制器。关键字：比例 微分 积分 控制器 性能比较武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书2P P、PIPI 和和 PIDPID 控制器性能比较控制器性能比较 图 1 i 阶系统结构图1 参考输入决定的系统类型及误差常数如图 1 所示，当参考输入决定系统类型及误差常数时：误差信号为：sYsRsE误差传递函数为：sGsDsRsEsie111.1 系统类型（1）比例 P 控制器当控制器传递函数时，系统的开环传递函数为：191pKD 151191sssGsD故此系统类型为 0 型系统。（2）比例积分 PI 控制器当控制器传递函数时，系统的开环传递函数sskkIP2119)s(D2为：15121382sssssGsD武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书3故此系统类型为 1 型系统。（3）比例积分微分 PID 控制器当控制器传递函数时，系统的开环传1942119)s(D3sssk/skkDIP递函数为：1513819722823ssssssGsD故此系统类型为 1 型系统。1.2 误差常数系统的稳态误差计算公式为：ssEesss0lim（1）未加入控制器时，系统的误差传递函数 115115111sssssGsRSEse此时系统的稳态误差为：;2,;,;1,2121RttrRttrtRtrRKRess加速度输入斜坡输入阶跃输入（2）当加入 P 控制器时，时，系统的开环传递函数为：191pKsD 15119s1sssGD系统的闭环特征方程 020652sssD由劳斯稳定判据可知，系统是稳定的。系统的误差传递函数 19151151s11ssssGsDsRsEsie武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书4此时系统的稳态误差为：;2,;,;1,20121RttrRttrtRtrRKRess加速度输入斜坡输入阶跃输入 （3）当加入 PI 控制器时，传递函数，系统sskkIP2119)s(D2的开环传递函数为：15121382sssssGsD系统的闭环特征方程 0140121023ssssD由劳斯稳定判据可知，系统是稳定的。系统的误差传递函数 1381512151211ssssssssGsDsRsEsie 此时系统的稳态误差为：;2,;,2;1,022RttrRttrRKRtRtress加速度输入斜坡输入阶跃输入（4）当加入 PID 控制器时，传递函数，1942119)s(D3sssk/skkDIP系统的开环传递函数为：1513819722823ssssssGsD系统的闭环特征方程 01976023619023ssssD武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书5由劳斯稳定判据可知，系统是稳定的。系统的误差传递函数 1972281513815138112sssssssssGsDsRsEsie 此时系统的稳态误差为：;2,;,2;1,023RttrRttrRKRtRtress加速度输入斜坡输入阶跃输入综上可得，控制系统的类别，稳态误差和输入信号之间的关系，归纳如下表 1所示。表 1 不同系统稳态误差比较控制器系统型别阶跃输入tRtr1斜坡输入Rttr加速度输入22tRtr未加控制器0R21P 控制器0R201PI 控制器102RPID 控制器102R武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书62 扰动 w(t)决定的系统类型与误差常数 由于输入信号和扰动信号作用于系统的不同位置，因此即使系统对于某种形式 输入信号作用的稳态误差为零，但对于同一形式的扰动作用，其稳态误差未必为零。控制系统如图 1 所示，其中代表扰动信号的拉式变换式。由于 sW在扰动信号作用下系统的理想输出应为零，故该系统响应扰动的输出 sWtW端误差信号为：sWsGsDsGsEiN1设满足终值定理条件，则 ssE 0limsNNssssEe对于响应扰动作用的系统有下列结论：(1)扰动作用点之前的前向通道积分环节数与主反馈通道积分环节数之和决定系统响应扰动作用的型别，该型别与扰动作用点之后前向通道的积分环节数无关。2.1 系统类型 当控制器传递函数时，在扰动作用点之前的积分环节数 191pKsD，而，所以该控制系统对扰动作用为 0 型系统；01v03v 当控制器传递函数时，在扰动作用点之前的积 sKKsDIp2119s2分环节数，而，所以该控制系统对扰动作用为 1 型系统；11v03v当控制器传递函数时，在扰动作用点 sssKsKKsDDIp19421192之前的积分环节数，而，所以该控制系统对扰动作用为 1 型系统；11v03v武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书72.2 误差常数（1）未加入控制器时，该系统响应扰动的输出端误差信号为：tW sWssEN11511故不同扰动输入下系统的稳态误差为：;,;,;,2322100snsWsnsWsnsWneNss（2）当加入 P 控制器时，传递函数，该系统响应扰动 191pKsD的输出端误差信号为：tW sWssEN151191故不同扰动输入下系统的稳态误差为：;,;,;,20322100snsWsnsWsnsWneNss （3）当加入 PI 控制器时，传递函数，该系统响 ssKKsDIp21192应扰动的输出端误差信号为：tW sWsssssEN38115122故不同扰动输入下系统的稳态误差为：武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书8 ;,;,2;,0322110snsWsnsWnsnsWeNss （4）当加入 PID 控制器时，传递函数，sssKsKKsDDIp19421192该系统响应扰动的输出端误差信号为：tW sWssssssEN15138197228382故不同扰动输入下系统的稳态误差为：;,;,2;,0322110snsWsnsWnsnsWeNss综上可得，控制系统的类别，稳态误差和输入信号之间的关系，归纳如下表2。表 2 不同系统稳态误差比较控制器系统型别阶跃转矩输入 snsW0斜坡转矩输入 21snsW加速度转矩输入 32snsW未加控制器0021nP 控制器0200nPI 控制器10-21n武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书9PID 控制器10-21n3 系统的跟踪性能和扰动性能3.1 跟踪性能从稳态误差常数可以看出，没有控制器的系统无论是稳定性能还是跟踪性能都不是很好。分别加入这三种控制器后，系统性能依次有了很好的提高。(1)阶跃输入作用下的跟踪性能在阶跃输入作用下，0 型系统在稳态时能跟踪阶跃输入，但存在一个稳态位置误差，其数值与阶跃函数的幅值 R 成正比；1 型系统在稳态时可精确跟踪阶跃输入。因此，对于 PI 和 PID 控制系统可以跟踪阶跃输入，且无误差；而 P控制系统虽也可跟踪，但存在一个稳态位置误差 0.05R。(2)斜坡输入作用下的跟踪性能在斜坡输入作用下，0 型系统在稳态时不能跟踪斜坡输入；对于 1 型系统，可以跟踪斜坡输入，但存在一个稳态位置误差，其数值与输入速度信号的斜率R 成正比。因此，对于 P 控制系统，不能跟踪斜坡输入，而对于 PI 控制系统和PID 控制系统能够跟踪斜坡输入，且存在一个稳态位置误差 2R。(3)加速度输入作用下的跟踪性能在加速度输入作用下，0 型、1 型系统均不能跟踪加速度输入，因此，对于P 控制系统、PI 控制系统和 PID 控制系统均不能跟踪加速度输入。3.2 扰动性能对于扰动信号的分析，我们知道扰动信号与参考信号最大的不同是他只是偶尔输入系统的一种干扰信号，并不是每时每刻都存在。而且，在不同时刻的扰动也不一定相同。通过分析系统受干扰后恢复原样的能力来判断系统的扰动能力。计算表明，未加入控制器之前，系统受干扰后很难回到原来的稳定状态，而加入控制器 可以尽量减少受干扰后的稳态与原稳态之间的差值，有的控制器武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书10甚至可以在一定时间后使这个差值趋近于 0。控制系统将差值减小的越小，则系统的抗干扰能力越强。（1）阶跃扰动转矩作用下的扰动性能在阶跃扰动转矩作用下，P 控制系统存在一个常值稳态误，而 PI 和005.0nPID 控制系统在阶跃扰动转矩作用下不存在稳态误差，因此它的抗扰动能力是很强的。（2）斜坡扰动转矩作用下的扰动性能在斜坡扰动转矩作用下，由于 P 控制系统的稳态误差为，故其抗扰动能力是很差的；而和 PI 控制系统 PID 控制系统在斜坡扰动转矩作用下的稳态误差为，因此它们的抗扰动能力比较强。12n（3）加速度扰动转矩作用下的扰动性能加速度扰动转矩作用下，P、PI、PID 控制系统的稳态误差均为，故其抗扰动能力很差。4 在 Matlab 中画出系统响应4.1 由参考输入决定的系统响应(1)当未加入控制器时，系统的开环传递函数为。sG系统的闭环传递函数为：265112sssGsGs单位阶跃响应的 Matlab 程序命令如下：num=1;%分子多项式den=5,6,2;%分母多项式t=0:0.1:20;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书11xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 2 所示。图 2 单位阶跃响应系统图 单位斜坡响应的 Matlab 程序命令如下：num=1;%分子多项式den=5,6,2,0;%分母多项式t=0:0.1:20;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%绘制横坐标ylabel(y);%绘制纵坐标系统响应曲线图如图 3 所示。图 3 单位斜坡响应系统图单位加速度响应的 Matlab 程序命令如下：num=1;%分子多项式den=5,6,2,0,0;%分母多项式t=0:0.1:20%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%绘制横坐标ylabel(y);%绘制纵坐标 图 4 单位加速度响应系统图系统响应曲线图如图 4 所示。（2）当加入 P 控制器时，系统的开环传递函数为：191pKD武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书12 151191sssGsD系统的闭环传递函数为：2065192sss单位阶跃响应的 Matlab 程序命令如下：num=19;%分子多项式den=5,6,20;%分母多项式t=0:0.1:20;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 5 所示。图 5 单位阶跃响应系统图单位斜坡响应的 Matlab 程序命令如下：num=19;%分子多项式den=5,6,20,0;%分母多项式t=0:0.1:10;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 6 所示。图 6 单位斜坡系统响应图 武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书13单位加速度响应的 Matlab 程序命令如下:num=19;%分子多项式den=5,6,20,0,0;%分母多项式t=0:0.1:10;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 7 所示。图 7 单位加速度系统响应图 图 8 单位阶跃系统响应图(3)当加入 PI 控制器时，系统的开环传递函数为：ssKKsDIp21192 15123812sssssGsD系统的闭环传递函数为：140121013823sssss单位阶跃响应的 Matlab 程序命令如下：num=38,1;%分子多项式武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书14den=10,12,40,1;%分母多项式t=0:0.1:100;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 8 所示。单位斜坡响应的 Matlab 程序命令如下：num=38,1;%分子多项式den=10,12,40,1,0;%分母多项式t=0:0.1:10;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 9 所示。图 9 单位斜坡系统响应图 单位加速度响应的 Matlab 程序命令如下:num=38,1;%分子多项式den=10,12,40,1,0,0;%分母多项式t=0:0.1:10;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书15ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 10 所示。图 10 单位加速度系统响应图(4)当加入 PID 控制器时，系统的开环传递 sssKsKKsDIDp2194192函数为：1513819722823ssssssGsD系统的闭环传递函数为：19760236190197228232ssssss单位阶跃响应的 Matlab 程序命令如下：num=8,722,19;%分子多项式den=190,236,760,19;%分母多项式t=0:0.1:100;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 11 所示。图 11 单位阶跃系统响应图单位斜坡响应的 Matlab 程序命令如下:num=8,722,19;%分子多项式den=190,236,760,19,0;%分母多项式t=0:0.1:10;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书16xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 12 所示。图 12 单位斜坡系统响应图单位加速度响应的 Matlab 程序命令如下：num=8,722,19;%分子多项式den=190,236,760,19,0,0;%分母多项式t=0:0.1:10;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 13 所示。图 13 单位加速度系统响由以上系统响应曲线可验证：PI 和 PID 控制系统可精确跟踪阶跃输入，而P 控制系统跟踪时有一误差常数；对于斜坡输入，P 控制系统不能跟踪，PI 和PID可以跟踪；P、PI 和 PID 控制系统都不能跟踪加速度输入。4.2 由扰动 w(t)决定的系统响应 (1)未加入控制器时，系统的开环传递函数为。sG系统的闭环传递函数为：265112sssGsGs武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书17单位阶跃响应的 Matlab 程序命令如下：num=-1;%分子多项式den=5,6,2;%分母多项式t=0:0.1:20;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标 系统响应曲线图如图 14 所示。图 14 单位阶跃系统响应图 图 15 单位斜坡系统响应图单位斜坡响应的 Matlab 程序命令如下：num=-1;%分子多项式den=5,6,2,0;%分母多项式t=0:0.1:20;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书18plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 15 所示。单位加速度响应的 Matlab 程序命令如下：num=-1;%分子多项式den=5,6,2,0,0;%分母多项式t=0:0.1:20;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 16 所示。图 16 单位加速度系统响应图(2)当加入 P 控制器时，扰动系统的闭环传递函数为：191pKD 20651121sssGsDsGs单位阶跃响应的 Matlab 程序命令如下：num=-1;%分子多项式den=5,6,20;%分母多项式t=0:0.1:10;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书19xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 17 所示。图 17 单位阶跃系统响应图单位斜坡响应的 Matlab 程序命令如下：num=-1;%分子多项式den=5,6,20,0;%分母多项式t=0:0.1:10;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 18 所示。图 18 单位斜坡系统响应图单位加速度响应的 Matlab 程序命令如下：num=-1;%分子多项式den=5,6,20,0,0;%分母多项式t=0:0.1:10;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标 图 19 单位加速度系统响应图系统响应曲线图如图 19 所示。武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书20(3)当加入 PI 控制器时，扰动系统的闭环传递函数为ssKKDIp21191 140121021232sssssGsDsGs单位阶跃响应的 Matlab 程序命令如下：num=-2,0;%分子多项式den=10,12,40,1;%分母多项式t=0:0.1:200;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 20 所示。图 20 单位阶跃系统响应图单位斜坡响应的 Matlab 程序命令如下：num=-2,0;%分子多项式den=10,12,40,1,0;%分母多项式t=0:0.1:10;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 21 所示。图 21 单位斜坡系统响应图 武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书21单位加速度响应的 Matlab 程序命令如下：num=-2,0;%分子多项式den=10,12,40,1,0,0;%分母多项式t=0:0.1:10;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 22 所示。图 22 单位加速度系统响应图(4)当加入 PID 控制器时，扰动系统的闭环sssKsKKDIDp21194191传递函数为：19760236190381233sssssGsDsGs单位阶跃响应的 Matlab 程序命令如下：num=-38,0;%分子多项式武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书22den=190,236,760,19;%分母多项式t=0:0.1:200;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 23 所示。图 23 单位阶跃系统响应图单位斜坡响应的 Matlab 程序命令如下：num=-38,0;%分子多项式den=190,236,760,19,0;%分母多项式t=0:0.1:10;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 24 所示。图 24 单位斜坡系统响应图单位加速度响应的 Matlab 程序命令如下：num=-38,0;%分子多项式den=190,236,760,19,0,0;%分母多项式t=0:0.1:10;%时间矢量y,x,t=step(num,den,t);%阶跃响应武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书23plot(t,y);%绘制曲线grid;%绘制网格xlabel(t);%设置横坐标ylabel(y);%设置纵坐标系统响应曲线图如图 25 所示。图 25 单位加速度系统响应图由以上系统响应曲线可验证：在阶跃扰动转矩作用下，P 控制系统存在稳态误差，PI 和 PID 控制系统的抗扰动性能很好；在斜坡扰动转矩作用下，P 控制系统抗扰动性能较差，比例 PI 和 PID 控制系统性能较好；在加速度扰动转矩作用下，P、PI 和 PID 控制系统的抗扰动性能都较差。小结体会经过两周的自动控制课程原理设计的学习，我感觉有很大的收获。在这个过程中，不仅复习巩固了课堂上学的理论知识，而且学会了如何解决一个具体的系统控制问题，让所学的知识有了用武之地。本来看到我的课设题目时，觉得并不难，可是真正做的时候才发现要想完完整整地做好并不简单。先是把问题分析一下，列一个提纲出来，然后在网上查资料，看过网上类似的文档后，又需要具体地计算分析在加入每一个控制器后分别在三种典型输入时的系统响应，然后还要进行比较，得出每种控制器的优点，最后还需要多次复查，修改。此外，要完成一份优秀的论文就必须把论文的格式按标准校正，其中有许多要注意的细节。总之，让我懂了一件看似小的事情，若要做好也是需要付出很多努力的。课程设计是我们专业课程知识综合运用的实践训练，其目的就在于让我们学以致用，培养我们的设计能力以及综合知识的运用能力。通过这次课程设计，我对自动控制原理有了深入的理解，熟练地掌握了 P 控制器、PI 控制器、PID控制器的几本控制规律，掌握了三者性能之间的比较，熟悉了他们各自的特点和用途。此外，我还初步的学习了 Matlab 在控制系统方面的工具的应用，体会武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书24到了 Matlab 的强大功能，所以我想好好的学习一下该软件。虽然这次课设没有做实物，但通过老师的讲解和指导，我还是学了很多东西，以后学习的过程中也要尽量多的理论联系实际，这样才能真正地掌握知识。最后，感谢有这样一次课设的机会，也感谢老师的细心指导。参考文献1 王万良.自动控制原理.北京：高等教育出版社，20082 胡寿松.自动控制原理(第五版).北京：科学出版社，20073 李道根.自动控制原理.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20074 王建辉，顾树生.自动控制原理.北京：清华大学出版社，20075黄忠霖.自动控制原理的 Matlab 实现.北京：国防工业出版社，20076 刘叔军.MATLAB7.0 控制系统应用与实例.北京：机械工业出版社，2005武汉理工大学自动控制原理课程设计说明书25本科生课程设计成绩评定表本科生课程设计成绩评定表姓姓 名名性性 别别女女专业、班级专业、班级自动化自动化 1102 班班课程设计题目：课程设计题目：P、PI 和和 PID 控制器性能比较控制器性能比较课程设计答辩或质疑记录：课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：成绩评定依据：评评 定定 项项 目目评分成绩评分成绩1选题合理、目的明确（10 分）2设计方案正确、具有可行性、创新性（20 分）3设计结果（20 分）4态度认真、学习刻苦、遵守纪律（15 分）5设计报告的规范化、参考文献充分（不少于 5 篇）（10 分）6答辩（25 分）总 分最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：指导教师签字：年年 月月 日日