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使用matlab7.0仿真的方法研究PID控制器的作用 PID控制器是在工业控制领域中常见的控制部件，其把偏差用做新的输入值，改善系统的动态和稳态性能，使被控变量的实际值与工艺要求的预定值致。，通过，Ti和Td三个参数的整定来实现对系统的精确控制。本文对常用的P，PI，PD，PID控制器进行了分析研究。 比例控制（简称P控制）是一种最简单的控制方式，其控制器的输出与输入的误差信号的比例成正比。对系统的影响主要反映在系统的稳态误差和稳定性上，其控制及时、迅速，只要有偏差产生，控制器立即产生控制作用。增大比例系数可以提高系统的开环增益，减少稳态误差，从而提高控制精度。但是当系数过大时会影响系统的相对稳定性，甚至造成系统不稳定。 误差本身也是时间的函数，其时域的表达式为，其中为系统的误差传递函数为 ，单位阶跃输入作用=，由终值定理可以求出其稳态误差，可以很容易的知道当增大时，其稳态误差是与之成反比的。下面采用仿真的的形式加以说明。 已知系统框图如图1所示，其中，采用比例控制进行系统分析，比例系数取值为1,3,10,20,50，100。使用matlab数学工具得到各比例系数下的系统的单位阶跃响应曲线如图2所示。 图1.在比例环节作用下的系统结构图 图2.不同比例系数下单位阶跃响应曲线 分析响应曲线可以看出：=1时相当于系统不加任何环节时的响应曲线，稳态误差比较大。随着的增大，系统的稳态误差减小，但超调量也随之增大，随着的进一步增大系统过度震荡趋于不稳定。但是最终不能消除余差，也就是这个的缺点限制了它的单独使用，所以在要求较高的系统设计中一般不单独使用比例控制，它常和积分、微分组合到一起成为PI、PD、PID控制器。使用matlab编写的程序如下所示。 G0=zpk([],[-1 -2],1); kp=[1,3,10,20,50,100]; for i=1:6 G=feedback(kp(i)*G0,1) step(G) hold on grid on ylabel(xo(t)) legend(kp=1,kp=3,kp=10,kp=20,kp=50,kp=100) title(不同比例系数下的单位响应曲