例、积分和微分三种控制作用，使得其静态误差减小提高控制精度。在其基础之上提出改进的PID控制算法，要求推理论证、分析设计、关键点探讨、仿真及其结果分析；讨论比起传统PID控制算法，改进后的PID控制算法的优点。观察其仿真试验结果：是否在采用
4
f修正算法后，提高了调节过程的品质指标稳定性、准确性和快速性。本文根据如下的顺序组织文章的结构：第1章引言。对控制器的控制方法、基本原理、发展历史、研究现状和发展
趋势进行综述。第2章PID控制算法理论基础。本章主要介绍了位置式PID控制算法以及增
量式PD控制算法。介绍了PID控制系统的优点。第3章在一般PID控制算法基础上提出：积分分离控制算法和不完全微分控
制算法讨论其优缺点以及应用。第4章对积分分离控制算法和不完全微分控制算法仿真实现。本章主要讨论
改进PID控制算法各参数与仿真过程中遇到的问题第5章结论。总结毕业设计，讨论在研究中存在的不足，提出了下一步研究
探索的方向。
5
f第2章PID控制算法
21PID控制原理
控制器本身是一种基于对“过去”、“现在”和“未来”信息估计的简单控制算法。常规的控制系统框图如图21所示，系统主要由控制器和被控对象组成。作为一种线性控制器，它根据给定值和实际输出值构成控制偏差，将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，故称控制器。
r
e

比例积分微分

u
被控对象
v

图21控制系统原理框图
在连续控制系统中，PID控制器的输出ut与输入et之间成比例、积分、微
分的关系。即
ut

kp
et

1Ti

0e
d
TD
de
dt


写成传递函数的形式
（21）
6
fGs

UsEs

k
p
1
1T1s

TD
s

PID控制器各个参数对系统的动态和稳态性能有不同的影响4。
（22）
A比例作用比例作用的引入是为了及时成比例地反应控制系统的偏差信号，以最快速度产生控制作用，使偏差向减小的趋势变化。1对动态特性的影响比例控制参数Kc凡加大，使系统的动作灵敏，速度加快，Kc偏大，振荡次数加多，调节时间加长。当Kc太大时，系统会趋于不稳定，若Kc太小，又会使系统的动作缓慢。2对稳态特性的影响加大比例系数Kc，在系统稳定的情况下，可以减小稳态误差ess，提高控制精度，但是加大Kc只是减少ess，却不能完全消除稳态误差。在PID控制的闭环系统中，对于设定值的变化和外扰的响应是不同的，在工程应用上对两者的性能要求也有所不同，对设定值的变化一般要求满足一定的前提条件，如无超调下的快速跟r