分环节后，能够消除系统的稳态误差，从而改善系统的稳态性能；Ti越大，系统的超调量越小，系统响应速度减慢；反之，Ti越小，系统的超调量越大，系统响应速度加快，会导致系统的相对稳定性变差。
(3)采用PID控制，固定比例系数Kp=3，Ti=0.05，令Td分别取0.005, 0.01, 0.015时，绘制该系统的阶跃响应曲线： s=tf('s'); K=28
G1=K/(s+K); G2=13.33/s;
G12=feedback(G1*G2,1); G3=26347/(s+599); G4=5.2;
G=G12*G3*G4; Kp=3; Ti=0.05;
for Td=[0.005 0.01 0.015]
PIDGc=tf(Kp*[Ti*Td Ti 1],[Ti 0]); %PID控制器传递函数 Gc=feedback(PIDGc*G,0.0118); step(Gc),hold on end
legend('Td=0.005','Td=0.01','Td=0.015') hold off;
Td调节对单位阶跃响应的影响
随着微分时间常数Td的增加，系统的响应速度加快，调节时间减小，超调量下降，稳定性得到了提高。但系统对扰动的抑制能力会减弱。
3. 在实际工程应用中，常常需要对控制器的输出进行限幅，请对限幅前后的系
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统性能进行对比分析，并举例分析限幅的必要性。
取控制器参数Kp=3，Ti=0.07，Td=0.01，建立Simulink下的系统仿真模型如图所示。
由示波器Control Value可以观察PID控制器的输出（控制量）曲线
在控制量输出位置添加Saturation模块，将控制器的输出限定在[-0.5 0.5]之间.并与未限幅的系统性能进行对比分析，用于对比的Simulink框架如图所示。
下图为Scope2显示的系统阶跃响应对比曲线，可以看出进行控制量限幅后系统的响应速度变慢，这是由于限幅导致控制器的控制强度变弱的缘故。一种改进方法是分段PID控制，即根据误差的大小，设定不同的PID参数。在工程实际中，限幅可避免控制器计算出的过大控制量施加到执行器或被控对象上，从而提
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高系统运行的安全性、可靠性及工作寿命。对于输出控制，充分发挥了PLC在软件连锁、互锁方面的特长。
4. 目前有多种改进的PID控制算法，请调研其中一种，并介绍其特点。 增量式PID控制算法
所谓增量式PID是指数字控制器的输出只是控制量的增量Δ(k)。增量式PID控制系统框图如图2-3所示。当执行机构需要的是控制量的增量时，可以由式(2-4)导出提供增量的PID控制算式。根据递推原理可得:
k-1u(k-1)=Kpe(k-1)+KI?e(j) +Kd[e(k-1)-e(k-2)]（2-4）
j=0用式(2-3)减去式(2-4)，可得：
u(k)=u(k-1)+ Kp[e(k)-e(k-1)]+KIe(k)+KD[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)] （2-5）
式(2-5)称为增量式PID控制算法。 增量式控制算法的优点是误动作小，便于实现无扰动切换。当计算机出现故障时，可以保持原值，比较容易通过加权处理获得比较好的控制效果。但是由于其积分截断效应大，有静态误差，溢出影响大。所以在选择时不可一概而论。
5. 请结合自动控制系统的基本性能要求、各性能要求之间的关系或自动控制的
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基本原理，从以下几个方面中选取一个主题谈谈本门课程学习对你的影响：（1）自动控制理念对社会、健康、安全、法律或文化的影响；（2）对你未来的研究、实践、应遵守的工程职业道德和规范、或应履行的责任的影响。
自动控制系统的基本性能要求包括稳、准、快三个方面，此外还包括适应性、经济性等。同一系统这三方面的性能是相互制约的。提高了系统的稳态精度，可能使动态性能变坏；快速性的改善可能会引起系统的强烈振荡；平稳性好的系统又可能很迟缓。自动控制的基本原理即是采用不同的系统校正方式，确定被控对象的输入，以使输出尽可能符合给定的最佳要求，从而提高系统性能。 法（控制器）的作用可以分为规范作用与社会（被控对象）作用（即产生控制量）。这是根据法在社会生活中发挥作用的形式和内容，对法的作用的分类。从法是一种社会规范看，法具有规范作用，规范作用是法作用于社会的特殊形式；从法的本质和目的看，法又具有社会作用，社会作用是法规制和调整社会关系的目的。这种对法的作用的划分使法与其他社会现象相区别，突出了法律调整的特点；同时，又明确了各个时期法律目的的差异。
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