AP1004405---邓文星
实验三 PID 控制器参数对系统性能的影响
在SIMULINK 动态仿真环境中，分别利用Continuous 和Math Operations 器件库中的元件，建立下图闭环PID 模拟控制仿真系统，分别验证PID 算式中
⎪⎪⎭
⎫
⎝
⎛++=⎰
dt t de T dt t e T t e K t u D
t
I P )()(1
)()(0
（一）比例系数 K P 对系统性能的影响； （二）积分时间常数 T I 对系统性能的影响； （三）微分时间常数 T D 对系统性能的影响。

闭环PID 模拟控制仿真系统仿真原理图
（一）比例系数 K P 对系统性能的影响
1.对动态特性的影响Kp=10；
输入波形：
输出波形：
静态误差波形：
Kp=100；偏大输入波形：
输出波形
静态误差波形：
Kp=500；太大输入波形：
输出波形：
静态误差波形：
✓比例系数加K P大，使系统的动作灵敏，速度加快。

✓K P偏大，则振荡次数增加，调节时间加长。

✓K P太大，系统会趋于不稳定。

✓K P太小，又会使系统动作缓慢。

2.对稳态误差的影响
Kp=5；
稳态误差图形
Kp=100稳态误差波形
✓加大比例系数K P，在系统稳定的情况下，可以减少稳态误差
e ss，提高控制精度。

✓但加大K P只是能够减少稳态误差e ss，不能完全消除稳态误差e ss。

（二）积分时间常数T I对系统性能的影响
1.对动态特性的影响
Kp=20；
Ti=0.5时
输入波形：
输出波形：
静态误差波形：
T i=1时
输入波形：
输出波形：
静态误差波形：
TI=200时
输出波形：
没有积分波形图：
✓T I太小时，系统将不稳定。

✓T I偏小，则系统振荡次数较多。

✓T I太大时，对系统性能的影响减少。

✓当T I合适时，过渡过程的特性则比较理想。

3.对稳态误差的影响
稳态误差波形图
T I=4；
I=200时
✓积分控制能消除系统的稳态误差e ss，提高控制系统的控制精度。

✓但若T I太大时，积分作用太弱，以至不能减少稳态误差e ss。

（三）微分时间常数T D对系统性能的影响
微分控制可以改善动态特性，如超调量减少，调节时间缩短，允
许加大比例控制，使稳态误差减少，控制精度提高。

Kp=100；Ti=10；
当Td=0.5时；
输入波形：
输出波形：
静态误差波形：
当T d=0.01时输入波形：
输出波形：
静态误差波形：
当Td=0.1时；输入波形：
输出波形：
静态误差波形：
✓T D偏大时，无超调量，调节时间较长。

✓T D偏小时，超调量也较大，调节时间也较长。

✓当T D合适时，可以得到比较满意的过渡过程。

、、PID模拟系统全程图。