【正文】 積分增益也大時，也會使系統(tǒng)穩(wěn)定性降低?！∥⒎终{(diào)節(jié)作用微分調(diào)節(jié)使得整個調(diào)節(jié)系統(tǒng)相滯后減少了，從而增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果微分時間短，微分作用弱，則對系統(tǒng)影響不顯著。如果微分時間太大，雖然微分作用強，超前的作用有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但是微分時間太大，增益過大，反而會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。　比例積分調(diào)節(jié)作用由于比例調(diào)節(jié)作用時產(chǎn)生了一個 180176。的相移，所以當積分時間小，積分速度大，積河北大學工商學院 2022 屆本科生畢業(yè)論文(設計)17分作用的幅度也會增加，積分增益加大，從而在調(diào)節(jié)器輸出和輸入之間的相滯后角也增大。這也會使系統(tǒng)不穩(wěn)定?！”壤⒎终{(diào)節(jié)作用當微分時間加大，微分作用強，微分的幅度加大時，在調(diào)節(jié)器輸出和輸入之間的相超前角將增大，從而可以抵消調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的相滯后影響，消除振蕩，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此在比例微分調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，由于微分作用的加入，比例系數(shù)可以調(diào)整小一些。　P、I、D 控制特性的一般結論比例控制器（Kp）能減少上升時間，并減少誤差，但不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。積分控制（Ki） ，將消除穩(wěn)態(tài)誤差的影響，但可能使瞬態(tài)響應變得更糟。微分控制（Kd ）能夠提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少超調(diào)并改善瞬態(tài)響應。比例、積分、微分控制器 Kp、Kd 和 Ki 在閉環(huán)系統(tǒng)中的作用總結如表 41：表 41　　P、I、D 控制特性閉環(huán)響應 上升時間 超調(diào) 穩(wěn)定時間 穩(wěn)態(tài)誤差Kp 減少 增加 影響較小 減少Ki 減少 增加 增加 消除Kd 影響較小 減少 減少 影響較小請注意，這些關系可能不十分準確，因為 Kp、Ki 和 Kd 是相互關聯(lián)的。事實上，其中一個變量的變化可以影響其它兩個控制的效果。為此，該表在確定 Kp、Ki 和 Kd 值時僅作為參考?！】刂破?P、I、D 項的選擇在實際過程控制中，為使現(xiàn)場過程值在較理想的時間內(nèi)跟定 SP 值，如何確定選用何種控制或控制組合來滿足現(xiàn)場控制的需要顯得十分重要。根據(jù)前面的對 PID 算法的分析，為一個系統(tǒng)設計 PID 控制器時，按照如下步驟可獲得所期望的響應。(1) 獲得開環(huán)反應，并確定需要改進的物理量(2) 增加比例控制，以改善上升時間(3) 增加微分控制，以改善超調(diào)(4) 增加積分控制，消除穩(wěn)態(tài)誤差(5) 調(diào)整 Kp，Ki，Kd 每個參數(shù)直到獲得所需的系統(tǒng)響應?？梢詮?P、I、D 控制器控制特性的一般結論里獲得各控制器對應的控制特點。如果沒有必要，在一個單一系統(tǒng)中，不需要使用三個控制器（比例，微分和積分）到一個單一的系統(tǒng)中。比如，如果一個 PI 控制器獲取很好的響應（如上面的例子），那么就不需要在系統(tǒng)中增加微分控制器?？刂破髟胶唵卧胶?。河北大學工商學院 2022 屆本科生畢業(yè)論文(設計)18下面將常用的各種控制規(guī)律的控制特點簡單歸納一下：　比例控制器系數(shù)的設置采用 P 控制規(guī)律能較快地克服擾動的影響，它的作用于輸出值較快，但不能很好穩(wěn)定在一個理想的數(shù)值，不良的結果是雖較能有效的克服擾動的影響，但有余差出現(xiàn)。它適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、控制要求不高、被控參數(shù)允許在一定范圍內(nèi)有余差的場合。如：熱水池水位控制；油泵房中間油罐油位控制等?！”壤e分控制器系數(shù)的設置在工程中比例積分控制規(guī)律是應用最廣泛的一種控制規(guī)律。積分能在比例的基礎上消除余差，它適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、被控參數(shù)不允許有余差的場合。如：油泵房供油管流量控制系統(tǒng)；退火窯各區(qū)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等?！”壤⒎挚刂破飨禂?shù)的設置微分具有超前作用，對于具有容量滯后的控制通道，引入微分參與控制，在微分項設置得當?shù)那闆r下，對于提高系統(tǒng)的動態(tài)性能指標，有著顯著效果。因此，對于控制通道的時間常數(shù)或容量滯后較大的場合，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小動態(tài)偏差等可選用比例微分控制規(guī)律。如：加熱型溫度控制、成分控制。需要說明一點，對于那些純滯后較大的區(qū)域里，微分項是無能為力，而在測量信號有噪聲或周期性振動的系統(tǒng)，則也不宜采用微分控制。如：大窯玻璃液位的控制?！”壤e分微分控制器系數(shù)的設置PID 控制規(guī)律是一種較理想的控制規(guī)律，它在比例的基礎上引入積分，可以消除余差，再加入微分作用，又能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它適用于控制通道時間常數(shù)或容量滯后較大、控制要求較高的場合。如溫度控制、成分控制等。5　總結該設計方法是實現(xiàn)了對實際問題的 PID 控制的仿真，通過實際系統(tǒng)的響應曲線分析出較適合于該系統(tǒng)的 PID 個系數(shù)的值，使得該系統(tǒng)實現(xiàn)了快速的上升時間、較小的超調(diào)以及無穩(wěn)態(tài)靜差的要求。同時分析出各控制器的控制規(guī)律及對系統(tǒng)的影響。運用此仿真方法，可以將抽象的 PID 控制規(guī)律直觀的演示出來，為學習 PID 控制提供了一定的便利。本仿真設計是運用 MATLAB 編程實現(xiàn)的，也可以通過節(jié)點方程的方式實現(xiàn) PID 控制仿真。河北大學工商學院 2022 屆本科生畢業(yè)論文(設計)196　　改進接下來介紹一些在系統(tǒng)設計過程中提高和改善指標的校正方法　串聯(lián)校正串聯(lián)校正也就是我們在實際問題分析時使用的校正方法，如圖 61 為典型的串聯(lián)校正框圖。GC(s) G (s)H(s)R(s) E(s) L(s)校正裝置河北大學工商學院 2022 屆本科生畢業(yè)論文(設計)20圖 61　　串聯(lián)校正　前饋校正前饋校正又稱順饋校正，如圖 62 為典型的前饋校正框圖。GC(s) G (s)H(s)R’(s) E(s) L(s)校正裝置前饋校正R(s)圖 62　　前饋校正前饋校正裝置接在系統(tǒng)的給定值之后及主反饋作用點之前的前向通道上，其作用相當于對給定值信號盡心整型再將其輸入反饋系統(tǒng)。它不需要等到輸出量發(fā)生變化并形成偏差以后才產(chǎn)生糾正偏差的控制作用，而是在控制作用施加于系統(tǒng)的同時，就產(chǎn)生前饋校正作用。因此，它不受系統(tǒng)延遲的影響。在要求輸出量能夠快速跟隨輸入量的隨動系統(tǒng)中，可采用此控制方式。但是。通過前饋校正裝置的信號沒有形成閉環(huán)，所以如果校正裝置本身有誤差，或者外部擾動作用于裝置上，會使裝置的輸出產(chǎn)生誤差，這個誤差會與控制作用一同加到被控對象上，從而造成輸出的誤差。因而，前饋校正常常作為反饋控制系統(tǒng)的附加裝置。參考文獻［1］　　Benjamin C. Kuo, Farid Golnarraght．Automatic Control systems．北京：高等教育出版社，2022［2］　?。呵迦A大學出版社，2022［3］　　李許淇，賈峰，[M].：中國計量出版社，2022［4］　?。ǖ谒陌妫?北京：科學出版社，2022：P220～236［5］　　王再英，劉淮霞，2022［6］　?。本焊叩冉逃霭嫔纾?022：p40～p7［7］　　陳錫輝， 程序設計從入門到精通. 北京：［8］　　李剛，—：北京航空航天大學出版社，2022：P8～23［9］　　楊樂手，李海濤， 程序設計與應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2022河北大學工商學院 2022 屆本科生畢業(yè)論文(設計)21［10］　　薛定宇， MATLAB/Simulink 的系統(tǒng)仿真技術與應用[M]，北京：清華大學出版社，2022：P1～90［11］　　 PID 控制及其 MATLAB ：電子工業(yè)出版社，2022：P1～49河北大學工商學院 2022 屆本科生畢業(yè)論文(設計)22致　　謝這次畢業(yè)論文能夠得以順利完成，并非我一人之功勞，是所有指導過我的老師，幫助過我的同學和一直關心支持著我的家人對我的教誨、幫助和鼓勵的結果。我要在這里對他們表示深深的謝意！首先要感謝我的老師本課題在選題及研究過程中得到陳莉老師的悉心指導每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血。陳老師多次詢問研究進程，并為我答疑解惑，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。陳老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血。在此，謹向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！感謝我身邊身邊所有的朋友與同學，謝謝你們四年來的關照與寬容，與你們一起走過的繽紛時代，將會是我一生最珍貴的回憶。最后要感謝的是我的父母。沒有他們在物質(zhì)和精神上的支持，我不可能順利完成這四年的學業(yè)。