已知飞轮升降系统模型对象：
g(s) =
要求：根据下列方法进行pid整定，写出整定后的pid参数，并画阶跃响应曲线表示、、。
1.根据响应曲线法整定参数；
2.使用衰减曲线法整定参数；
3.使用临界比例度法整定参数；
4.使用smith预估器法整定参数。
将四种方法图像放在一张图中比较，并用**比较动态特性参数。
解：1.根据响应曲线法整定参数：
=30s，t=10s，k=1
则pid调节器的整定参数值为：
k= 1.35 + 0.27 = 1.35×+ 0.27 = 0.72
进而可以求得理论的pid参数为：
将理论pid参数带入matlab**框图：
显示结果：可以看出，曲线超调量虽然很小，但过渡过程时间依然很长，则仍需继续调节pid参数。
当= 0.68； =0.019； =7时。
显示结果：此时＜10%，较之前大大缩短，曲线效果好。
2.使用衰减曲线法整定参数：
把调节器置成纯比例控制系统，用matlab进行试验，不断调节比例带，直至输出曲线出现4:1衰减。测得衰减比例带和衰减周期为：
1.282； =110s
则pid调节器的整定参数值为：
0.3= 0.3×110 = 33s
0.1= 0.1×110 = 11s
进而可以求得理论的pid参数为：
将理论pid参数带入matlab**框图：
显示结果：可以看出，曲线超调过大，稳态时间过长，需继续调节pid参数以得到好的阶跃响应曲线。
当= 0.68； =0.019 ； 7时。
显示结果：此时＜10%，较之前大大缩短，曲线效果好。
3.使用临界比例度法整定参数：
把调节器置成纯比例控制系统，用matlab进行试验，不断调节比例带，直至输出曲线出现等幅振荡。测得临界比例度和临界振荡周期为：
0.6849； =100s
则pid调节器的整定参数值为：
0.5= 0.5×100 = 50s
0.125= 0.125×100 = 12.5s
进而可以求得理论的pid参数为：
将理论pid参数带入matlab**框图：
显示结果：可以看出，曲线超调过大，稳态时间过长，需继续调节pid参数以得到好的阶跃响应曲线。
当= 0.68； =0.019 ； 7时。
显示结果：此时＜10%，较之前大大缩短，曲线效果好。
4.使用smith预估器法整定参数：
预估器的传递函数为：
d’(s)= 1 -）
参考衰减曲线法整定的参数作为理论值，即：
将理论pid参数带入matlab**框图：
显示结果：参考响应曲线法整定的参数作为理论值，即：
显示结果：参考临界比例度法整定的参数作为理论值，即：
显示结果：可以看出，以上曲线均无超调量，稳态时间也很长，故效果都不理想，仍需继续调节pid参数。
当= 0.9； =0.065； =1时。
显示结果：可以看出，曲线有一定的超调量，且稳态时间很短，效果理想。
用matlab指令程序输出上述各种方式整定下的阶跃响应曲线，并放于同一张图中进行比较。
程序指令为：
> a1=tf(1,[100 20 1],'inputdelay',30)
> a2=tf([4.995 0.72 0.0168],[1 0])
> a=feedback(ss(a2*a1),1);
> b1=tf(1,[100 20 1],'inputdelay',30)
> b2=tf([10.72 0.9747 0.02954],[1 0])
> b=feedback(ss(b2*b1),1);
> c1=tf(1,[100 20 1],'inputdelay',30)
> c2=tf([10.93 0.8741 0.01748],[1 0])
> c=feedback(ss(c2*c1),1);
> d=tf([1 0.9 0.065],[100 21 1.9 0.065],'inputdelay',30);
>subplot(2,2,1);plot(step(a));
>subplot(2,2,2);plot(step(b));
>subplot(2,2,3);plot(step(c));
>subplot(2,2,4);plot(step(d));
分别输入时可以得出响应曲线法、衰减曲线法、临界比例度法、smith预估器法整定方式下的、、，如下所示：
用**显示不同方式整定下的、、：
将曲线放在同一张图中进行比较，显示如下：
从以上**及比较图中可以看出，使用smith预估器法进行整定出的曲线要比使用其他方法整定出来的小，到达稳态的时间也较另外三种方法短，但到达峰值的时间更长些，说明曲线上升时较另外三种方式下平滑。且在调试过程中会发现使用相同的理论pid参数时，smith预估器法整定出来的曲线效果是最好的。
过程控制大作业。
班级：06110902
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学号：20091452
过程控制大作业
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