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武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书学 号： 自动控制原理题目P、PD 和 PID 控制器性能比较 学院自动化学院专业电气工程及其自动化班级姓名指导教师 2013年1月20日0武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书摘要比例(P)控制规律是基本控制规律中最基本的、应用最普遍的一种，其最大优 点就是控制及时、迅速。只要有偏差产生， 控制器立即产生控制作用。但是， 不 能最终消除余差的缺点限制了它的单独使用。克服余差的办法是在比例控制的基 础上加上积分控制作用。比例-微分(PD)控制器比单纯的比例控制作用更快，尤其 是对容量滞后大的对象， 可以减小动偏差的幅度， 节省控制时间， 显著改善控制 质量。最为理想的控制当属比例-积分-微分(PID) 控制规律,它集三者之长： 既有 比例作用的及时迅速， 又有积分作用的消除余差能力， 还有微分控制功能。本次 课设对 P、PD 和 PID 控制器性能进行详细的比较，着重分析各控制器下、三种典 型输入下的稳态误差， 还对三种典型信号作为扰动输入的系统性能进行了分析。 最后使用 Matlab 软件对以上分析结果进行更加直观的论证。 关键字：控制器 稳态误差 扰动 跟踪性能 目录1 题目与要求 ............................................................................................................................ 12 由参考输入决定的系统性能分析........................................................................................... 12.1 由 R(s)输入决定的系统传递函数 ................................................................................ 22.1.1 开环传递函数.................................................................................................... 22.1.2 闭环传递函数.................................................................................................... 22.1.3 系统误差传递函数 ............................................................................................ 22.2 不同控制器下系统的系统性能 .................................................................................... 22.2.1 误差常数 ............................................................................................................ 22.2.2 P 控制器下的系统分析 ...................................................................................... 52.2.3 PD 控制器下的系统分析.................................................................................... 62.2.4 PID 控制器下的系统分析 .................................................................................. 73 由扰动输入决定的系统性能分析........................................................................................... 73.1 不同的控制类型对应的系统类型 ................................................................................ 83.2 不同控制类型下的系统稳态误差 .................
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