系统设计报告
程序以及注释见附录
开始 读取给定值r(k) 计算偏差e(k)=r(k)-y(k) 计算?u(k)?kpx(1)?kix(2)?kdx(3) 存?u(k)以备输出 参数传递e(k?1)?e(k?2)e(k)?e(k?1) 返回 4.2不同输入下的界面仿真显示
S=1时阶跃输入
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S=2方波输入时
S=3正弦输入时
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5.调节PID控制器参数得到最优解
比例控制：就是对偏差进行控制，偏差一旦产生，控制器立即就发生作用即调节控制输出，使被控量朝着减小偏差的方向变化，偏差减小的速度取决于比例系数Kp， Kp越大偏差减小的越快，但是很容易引起振荡，尤其是在迟滞环节比较大的情况下，Kp减小，发生振荡的可能性减小但是调节速度变慢。但单纯的比例控制存在静差不能消除的缺点。这里就需要积分控制。
积分控制：实质上就是对偏差累积进行控制，直至偏差为零。积分控制作用始终施加指向给定值的作用力，有利于消除静差，其效果不仅与偏差大小有关，而且还与偏差持续的时间有关。简单来说就是把偏差积累起来，一起来运算。 微分控制：它能敏感出误差的变化趋势,可在误差信号出现之前就起到修正误差的作用,有利于提高输出响应的快速性,减小被控量的超调和增加系统的稳定性。但微分作用很容易放大高频噪声,降低系统的信噪比,从而使系统抑制干扰的能力下降。因此，在实际应用中，应慎用微分控制。
调节的过程中首先使得积分和微分系数为0，首先调节比例系数，得到临界震荡的
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Kp，再调节Ki由大到小调节，消除静差，最后调节Kd，减小调节时间，最后得到最优的控制器参数，其误差不一定最小。 以下为阶跃输入下调节的最优参数 位置式
增量式
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6.位置式PID和增量式PID的比较
整体图形用户界面如下所示：
位置式PID控制算法的缺点：当前采样时刻的输出与过去的各个状态有关，计算时要对e(k)即误差进行累加，运算量大；而且控制器的输出u(k)对应的是执行机构的实际位置，如果计算机出现故 障，u(k)的大幅度变化会引起执行机构位置的大幅度变化。
增量式PID是数字控制器的输出只是控制量的增量Δu(k)。采用增量式算法时，计算机输出的控制量Δu(k)对应的是本次执行机构位置的增量，而不是对应执行机构的实际位置，因此要求执行机构必须具有对控制量增量的累积功能，才能完成对被控对象的控制操作。
增量式算法优点：①算式中不需要累加。控制增量Δu(k)的确定仅与最近3次的采样值有关，容易通过加权处理获得比较好的控制效果；②计算机每次只输出控制增量，即对应执行机构位置的变化量，故机器发生故障时影响范围小、不会严重影响生产过程；③手动—自动切换时冲击小。当控制从手动向自动切换时，可以作到无扰动切换。
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