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控制工程实训课程学习总结基于MATLAB 的系统建模与仿真实验报告摘要：本报告以控制工程实训课程学习为背景，基于MATLAB软件进行系统建模与仿真实验。
通过对实验过程的总结，详细阐述了系统建模与仿真的步骤及关键技巧，并结合实际案例进行了实验验证。
本次实训课程的学习使我深入理解了控制工程的基础理论，并掌握了利用MATLAB进行系统建模与仿真的方法。
1. 引言控制工程是一门应用广泛的学科，具有重要的理论和实践意义。
在控制工程实训课程中，学生通过实验来加深对控制系统的理解，并运用所学知识进行系统建模与仿真。
本次实训课程主要基于MATLAB软件进行，本文将对实验过程进行总结与报告。
2. 系统建模与仿真步骤2.1 确定系统模型在进行系统建模与仿真实验之前，首先需要确定系统的数学模型。
根据实际问题，可以选择线性或非线性模型，并利用控制理论进行建模。
在这个步骤中，需要深入理解系统的特性与工作原理，并将其用数学方程表示出来。
2.2 参数识别与估计参数识别与估计是系统建模的关键，它的准确性直接影响到后续仿真结果的可靠性。
通过实际实验数据，利用系统辨识方法对系统的未知参数进行估计。
在MATLAB中，可以使用系统辨识工具包来进行参数辨识。
2.3 选择仿真方法系统建模与仿真中，需要选择合适的仿真方法。
在部分情况下，可以使用传统的数值积分方法进行仿真；而在其他复杂的系统中，可以采用基于物理原理的仿真方法，如基于有限元法或多体动力学仿真等。
2.4 仿真结果分析仿真结果的分析能够直观地反映系统的动态响应特性。
在仿真过程中，需对系统的稳态误差、动态响应、鲁棒性等进行综合分析与评价。
通过与理论期望值的比较，可以对系统的性能进行评估，并进行进一步的优化设计。
3. 实验案例及仿真验证以PID控制器为例，说明系统建模与仿真的步骤。
首先，根据PID控制器的原理以及被控对象的特性，建立数学模型。
然后，通过实际实验数据对PID参数进行辨识和估计。
自动控制原理实训报告引言：自动控制原理是现代工程领域中的重要学科，它研究如何利用控制系统来实现对各种物理过程的自动化调节和控制。
本篇报告旨在总结和分析我在自动控制原理实训中所学到的知识和经验，并对实训过程中遇到的问题进行探讨和解决。
一、实训目的和背景自动控制原理实训的主要目的是通过实际操作和实验验证，加深对自动控制原理的理解和掌握。
通过实际操控控制系统，我们可以更好地理解控制系统的工作原理、参数调节和性能评估等方面的知识。
二、实训内容和步骤本次实训主要包括以下内容和步骤：1. 实验仪器和设备的介绍：我们首先了解了实验室中常用的控制系统实验仪器和设备，包括传感器、执行器、控制器等，并学习了它们的基本原理和使用方法。
2. 控制系统的建模与仿真：我们学习了如何将实际的物理过程建立数学模型，并利用仿真软件进行系统性能分析和优化设计。
3. PID控制器的调节：PID控制器是最常用的控制器之一，我们学习了PID控制器的原理和调节方法，并通过实验验证了不同参数对系统响应的影响。
4. 系统性能评估与优化：我们学习了如何评估控制系统的性能指标，如稳定性、快速性和抗干扰能力，并通过调节控制器参数来优化系统性能。
三、实训中遇到的问题及解决方法在实训过程中，我们遇到了一些问题，下面列举了其中的几个，并给出了解决方法：1. 问题一：系统响应不稳定。
解决方法：通过调节PID控制器的参数，如比例系数、积分时间和微分时间，来使系统响应稳定。
2. 问题二：系统响应过慢。
解决方法：增大比例系数和减小积分时间可以提高系统的响应速度。
3. 问题三：系统受到干扰时响应不稳定。
解决方法：通过增加微分时间和加入滤波器等方法，可以提高系统的抗干扰能力。
四、实训心得和体会通过这次自动控制原理实训，我深刻体会到了理论与实践的结合的重要性。
在实际操作中，我们不仅需要理解控制原理，还需要灵活运用所学知识解决实际问题。
此外，实训过程中的团队合作也是非常重要的，通过与同学们的合作，我们共同解决了许多实际问题，加深了对自动控制原理的理解。
Some things, slowly forgetting, may not be relief.同学互助一起进步（页眉可删）仿真实习报告五篇仿真实习报告篇1实习地点：仿真中心姓名：孙振标高速发展的信息时代，计算机技术的普及，极大便利了人们生活。
仿真技术是随着时间数值的增加，一步一步地求解系统动态模型方程的方法。
当所研究的系统造价昂贵、实验的危险性大或需要很长的时间才能了解系统参数变化所引起的后果时，仿真是一种特别有效的研究手段。
对于核工程与核技术的研究，仿真技术是一种必要手段。
我校仿真中心的仿真技术处于国内领先水平，对核动力各部分装置的模拟非常逼真，对电站运行的模拟很全面。
极大方便的相关学习和研究。
本次对仿真机的实习，了解了核电站的运行流程，以及不同工况下，系统各部分的运行参数。
并观看了蒸汽发生器、反应堆等设备的3D模型，近一步了解了各设备的布置及运行情况。
一、核动力装置运行方案蒸汽发生器是按全负荷（满功率）进行设计计算的。
但在蒸汽发生器的实际运行中往往需要变动其负荷的大小，而蒸汽发生器负荷的变化又将影响传热和温差，因而也将影响到一回路冷却剂的温度和二回路的压力。
1、一回路冷却剂平均温度不变的运行方案这种运行方案是当反应堆功率由零提升到100％满功率时，保持一回路冷却剂平均温度不变，一、二回路参数随功率的变化如图所示。
图中，t1,i和t1,o分别为蒸汽发生器的进、出口温度； ts、ps分别为蒸汽发生器二回路侧的饱和蒸汽温度和压力。
由于压水堆一般都具有负的慢化剂温度系数，因而具有自调节自稳定特性，使冷却剂温度有自发地趋向于tav不变的趋势，而客观上这种运行方案又造成当装置负荷变化时，冷却剂的平均温度维持不变。
此种运行方案主要对一回路有利：(1) 要求补偿的反应性小。
控制棒主要用于补偿燃料温度变化引起的温度效应。
控制棒的插入深度减少了，因而改善了瞬态工况的堆芯功率分布，减轻了功率调节系统的负担。
可编程控制器应用实训虚拟实验使用方法
可编程控制器（PLC）应用实训虚拟实验具体使用方法可以按照以下步骤进行：
1. 打开虚拟实验软件。
根据实训中使用的软件类型，打开对应的虚拟实验软件。
2. 导入实验案例。
在软件界面上找到导入实验案例的选项，选择合适的实验案例进行导入。
可以根据实际需求选择不同的案例，例如基础PLC控制、传感器控制、运动控制等。
3. 学习实验内容。
在导入实验案例后，仔细阅读实验指导书或相关说明，了解实验的目标、步骤、要求等。
4. 搭建实验环境。
根据实验指导书或说明，设置虚拟实验环境。
这可能包括添加PLC模块、输入输出模拟、电气元件等。
5. 编写程序。
根据实验指导书或说明，编写PLC程序。
在虚拟实验软件中一般会有编程编辑器，可以选择类似梯形图、函数图、结构化文本等方式进行程序的编写。
6. 调试和运行。
在编写完程序后，进行调试和运行。
通过软件提供的仿真功能，模拟实际系统运行，观察输出是否符合预期结果。
根据需要，可以进行断点调试、变量监视等操作。
7. 分析实验结果。
根据实验指导书或说明，使用软件提供的数据分析工具，对实验结果进行分析和评估。
可以观察输入输出状态变化、电路运行情况等。
8. 总结和反思。
对实验过程及结果进行总结和反思，思考实验中存在的问题和改进的空间，并及时记录和整理。
请注意，在进行虚拟实验时，应遵守实验指导书或相关要求，并根据实际情况进行操作。
同时，确保软件和计算机系统的正常运行，避免出现故障或不良影响。
一、实验目的1. 了解控制系统的基本组成和原理。
2. 掌握控制系统调试和性能测试方法。
3. 培养动手能力和团队协作精神。
4. 熟悉相关实验设备和软件的使用。
二、实验原理控制系统是指通过某种方式对某个系统进行控制，使其按照预定的要求进行运行。
控制系统主要由控制器、被控对象和反馈环节组成。
控制器根据被控对象的输出信号，通过调节输入信号，实现对被控对象的控制。
本实验主要研究PID控制系统的原理和应用。
三、实验仪器与设备1. 实验箱：用于搭建控制系统实验电路。
2. 数据采集卡：用于采集实验数据。
3. 计算机：用于运行实验软件和数据处理。
4. 实验软件：用于控制系统仿真和调试。
四、实验内容1. 控制系统搭建：根据实验要求，搭建PID控制系统实验电路，包括控制器、被控对象和反馈环节。
2. 控制系统调试：对搭建好的控制系统进行调试，包括控制器参数的整定、系统稳定性和响应速度的调整等。
3. 控制系统性能测试：对调试好的控制系统进行性能测试，包括系统稳定性、响应速度、超调量等指标。
4. 控制系统仿真：利用实验软件对控制系统进行仿真，分析系统在不同参数下的性能。
五、实验步骤1. 控制系统搭建：按照实验要求，连接控制器、被控对象和反馈环节，搭建PID控制系统实验电路。
2. 控制系统调试：根据实验要求，调整控制器参数，使系统达到预定的性能指标。
3. 控制系统性能测试：对调试好的控制系统进行性能测试，记录测试数据。
4. 控制系统仿真：利用实验软件对控制系统进行仿真，分析系统在不同参数下的性能。
六、实验结果与分析1. 控制系统搭建：成功搭建了PID控制系统实验电路。
2. 控制系统调试：通过调整控制器参数，使系统达到预定的性能指标。
3. 控制系统性能测试：系统稳定性、响应速度、超调量等指标均达到预期效果。
4. 控制系统仿真：仿真结果表明，系统在不同参数下具有良好的性能。
七、实验总结1. 通过本次实验，了解了控制系统的基本组成和原理。
一、实训目的随着城市化进程的加快，电梯作为高层建筑中不可或缺的交通工具，其安全性、舒适性和智能化水平越来越受到人们的关注。
为了提高我国电梯行业从业人员的专业技能，本实训旨在通过仿真电梯系统的操作和调试，让学生掌握电梯的基本结构、工作原理和操作技能，提高学生的实际动手能力和故障排除能力。
二、实训时间2023年3月15日——2023年3月20日三、实训地点XX职业技术学院电气工程系电梯实训室四、实训内容1. 仿真电梯系统概述仿真电梯系统主要由以下几部分组成：控制系统、驱动系统、轿厢、门系统、井道等。
通过仿真电梯系统，学生可以了解电梯的基本结构和工作原理，掌握电梯的安装、调试和维护技能。
2. 仿真电梯控制系统操作（1）系统启动：打开电源，进入电梯控制系统界面。
（2）设置参数：根据实际需求设置电梯的运行参数，如速度、楼层、开门时间等。
（3）操作电梯：通过控制面板上的按钮进行电梯的启动、停止、开门、关门等操作。
（4）故障排除：根据电梯运行过程中的故障现象，分析故障原因，进行相应的处理。
3. 仿真电梯驱动系统操作（1）检查驱动系统：检查电机、电缆、减速器等部件的完好情况。
（2）调整驱动系统：根据实际需求调整驱动系统的参数，如电机转速、减速器传动比等。
（3）运行测试：启动电梯，进行驱动系统的运行测试，确保系统运行正常。
4. 仿真电梯轿厢、门系统和井道操作（1）检查轿厢、门系统和井道：检查轿厢、门系统和井道的完好情况。
（2）调整轿厢、门系统和井道：根据实际需求调整轿厢、门系统和井道的参数，如轿厢尺寸、门开合速度等。
（3）运行测试：启动电梯，进行轿厢、门系统和井道的运行测试，确保系统运行正常。
五、实训成果1. 学生掌握了仿真电梯的基本结构和工作原理。
2. 学生熟悉了仿真电梯控制系统的操作方法。
3. 学生具备了一定的故障排除能力。
4. 学生提高了实际动手能力和团队协作能力。
六、实训心得1. 仿真电梯实训有助于提高学生的专业技能，为今后从事电梯行业打下坚实基础。
一、概述在现代工业生产中，直流电动机广泛应用于各种设备和机械中，其调速控制系统的稳定性和性能直接影响到整个生产线的效率和质量。
为了提高学生的实践操作能力和掌握直流电动机调速系统的原理和方法，我校开设了相关的仿真实训课程。
在本次实训中，我主要使用Matlab 软件，进行了直流电动机调速系统的仿真实验，获得了丰富的经验和收获，现将心得体会整理如下。
二、理论基础1. 直流电动机调速原理直流电动机调速系统是通过调节电动机的电流或电压来实现转速的调节。
常用的调速方法包括电阻调速、调速励磁和PWM调速等。
2. Matlab在仿真中的应用Matlab是一种功能强大的科学计算软件，广泛用于工程技术领域。
其仿真环境和信号处理工具箱可以方便地进行电机控制系统的建模和仿真。
三、实训内容与步骤1. 系统建模我根据直流电动机的特性和调速原理，进行了系统的建模工作。
通过Matlab的Simulink工具，搭建了直流电动机的数学模型，包括电动机的等效电路、控制系统和负载模型等。
2. 参数设置与仿真在建立完毕电机系统模型后，我对电机的各项参数进行了设置，包括额定转速、额定电流、负载惯量等。
利用Matlab进行了系统的仿真实验，观察了不同调速方法对电机性能的影响。
3. 实验结果分析通过对仿真实验数据的分析，我发现了不同调速方法的优缺点，比较了电机在不同负载和控制参数下的性能表现，提出了一些改进和优化控制策略的建议。
四、心得体会与经验总结1. 对仿真实验的认识通过本次实训，我深刻体会到仿真实验的重要性。
在实际工程中，通过仿真可以事先评估系统设计的合理性，降低试错成本，提高工程质量。
2. 对Matlab的认识与应用Matlab作为工程领域的标准软件之一，其强大的建模和仿真能力为工程师提供了便利。
在实训中，我更加熟练地掌握了Matlab的使用技巧，对其在电机控制系统仿真中的应用有了更深刻的理解。
3. 对直流电动机调速系统的认识通过本次实训，我对直流电动机调速系统的原理和方法有了更加深入的了解，认识到了控制系统设计和参数调节对电机性能的影响，为今后的工程实践打下了坚实的基础。
3.5 MATLAB 绘图实训3.5.1 实训目的1.学会MATLAB 绘图的基本知识；2.掌握MATLAB 子图绘制、图形注释、图形编辑等基本方法；3.学会通过MATLAB 绘图解决一些实际问题；4.练习二维、三维绘图的多种绘图方式,了解图形的修饰方法；5.学会制作简单的MATLAB 动画。
图3-46 炮弹发射示意图3.5.2 实训内容1. 炮弹发射问题〔1炮弹发射的基础知识炮弹以角度α射出的行程是时间的函数,可以分解为水平距离)(t x 和垂直距离)(t y 。
)cos()(0αtv t x = %水平方向的行程； 205.0)sin()(gt tv t y -=α %垂直方向的行程；其中,0v 是初速度；g 是重力加速度,为9.82m/s ；t 是时间。
〔2炮弹发射程序举例：分析以下程序以及图3-47各个图形的实际意义。
a=pi/4; v0=300; g=9.8;t=0:0.01:50; x=t*v0*cos<a>;y=t*v0*sin<a>-0.5*g*t.^2;subplot<221>;plot<t,x>;grid;title<‘时间-水平位移曲线'>; subplot<222>;plot<t,y>;grid;title<‘时间-垂直位移曲线'>; subplot<223>;plot<x,y>;grid;title<‘水平位移-垂直位移曲线'>; subplot<224>;plot<y,x>;grid;title<‘垂直位移-水平位移曲线'>; 图3-4745角发射曲线 〔3编程解决炮弹发射问题①假设在水平地面上以垂直于水平面的角度向上发射炮弹,即发射角90=α,假设初速度分别为[310,290,270]m/s,试绘制时间-垂直位移曲线,编程求取最高射程；绘图要求：◆ 标题设为"炮弹垂直发射问题"；◆ 在图上通过添加文本的方式表明初速度； ◆ 在x 轴标注"时间"；◆ 在y 轴上标注"垂直距离"； ◆ 添加网格线；◆ 将310m/s 的曲线改为线粗为2的红色实线； ◆ 将290m/s 的曲线改为线粗为3的绿色点划线；◆ 将270m/s 的曲线改为线粗为2的蓝色长点划线；a=pi/2; v1=310; g=9.8;t=0:0.01:50; x1=t*v1*cos<a>;y1=t*v1*sin<a>-0.5*g*t.^2;plot<t,y1>;grid; title<'炮弹垂直发射问题'>; xlabel<'时间'>; ylabel<'垂直距离'>; hold on; v2=290;x2=t*v2*cos<a>;y2=t*v2*sin<a>-0.5*g*t.^2; plot<t,y2>; v3=270;x3=t*v3*cos<a>;y3=t*v3*sin<a>-0.5*g*t.^2; plot<t,y3>;zgsc=[max<y1>; max<y2>; max<y3>] %三次发射的最高射程 运行结果如下： zgsc =1.0e+003 * 4.9031 4.29083.7194最高射程分别为:4903.1米,4290.8米,3719.4米。
液位控制仿真实训报告
本流程为液位控制系统仿真实训报告，通过对三个罐的液位及压力的调节，使学员掌握简单回路及复杂回路的控制及相互关系。
本单元主要包括：单回路控制系统、分程控制系统、比值控制系统、串级控制系统。
缓冲罐V101仅一股来料，8Kg／cm2压力的液体通过调节阀FIC101向罐V101充液，此罐压力由调节阀PIC101分程控制，缓冲罐压力高于分程点（5.0Kg／cm2）时，PV101B自动打开泄压，压力低于分程点时，PV101B自动关闭，PV101A自动打开给罐充压，使V101压力控制在5Kg ／cm2。
缓冲罐V101液位调节器LIC101和流量调节阀FIC102串级调节，一般液位正常控制在50％左右，自V101底抽出液体通过泵P101A或
P101B（备用泵）打入罐V102，该泵出口压力一般控制在9Kg／cm2，FIC102流量正常控制在20000Kg／hr。
罐V102有两股来料，一股为V101通过FIC102与LIC101串级调节后来的流量；另一股为8Kg／cm2压力的液体通过调节阀LIC102进入罐V102，一般V102液位控制在50％左右，V102底液抽出通过调节阀FIC103进入V103，正常工况时FIC103的流量控制在30000罐V103也有两股进料，一股来自于V102的底抽出量，另一股为8kg ／cm2压力的液体通过FIC103与F1103比值调节进入V103，比值系数为2：1，V103底液体通过LIC103调节阀输出，正常时罐V103液位控制在50％左右。
内蒙古科技大学控制系统仿真设计说明书题目：基于Ziegler-Nichols方法的PID控制参数整定学生姓名：学号：专业：自动化班级：自2012-3班指导教师：李仲德基于Ziegler-Nichols方法的PID控制参数整定摘要；当今的自动控制技术绝大部分是基于反馈概念的。
反馈理论包括三个基本要素：测量、比较和执行。
测量关心的是变量，并与期望值相比较，以此误差来纠正和调节控制系统的响应。
反馈理论及其在自动控制中应用的关键是：做出正确测量与比较后，如何用于系统的纠正与调节。
在过去的十几年里，PID控制，也就是比例积分微分控制在工业控制中得到了广泛应用。
在控制理论和技术飞速发展的今天，在工业过程控制中95%以上的控制回路都具有PID结构，而且许多高级控制都是以PID控制为基础的。
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关键词：PID控制；Ziegler-Nichols；参数整定；matlab；simulink第一章控制系统仿真概述1.11.1 控制系统计算机仿真控制系统的计算机仿真是一门涉及控制理论、计算数学与计算机技术的综合性学科，它的产生及发展差不多是与计算机的发明和发展同步进行的。
控制系统的计算机仿真就是以控制系统的模型为基础，采用教学模型代替实际的控制系统，以计算机为工具，对控制系统进行试验和研究的一种方法。
控制系统计算机仿真的过程包含如下步骤：（1）建立控制系统的数学模型系统的数学模型是指描述系统的输入、输出变量以及内部变量之间关系的数学表达式。
系统数学模型的建立可采用解析法和试验法，常见的数学模型有微分方程、传递函数、结构图、状态空间表达式。
（2）建立控制系统的仿真模型根据控制系统的数学模型转换成能够对系统进行仿真的模型。
（3）编制控制系统的仿真软件采用各种各样的计算机语言(Basic、FORTRAN、C语言等)编制控制系统的仿真程序，或直接利用一些仿真语言。
（4）进行系统仿真试验并输出仿真结果通过对仿真模型对实验参数的修改，进行系统仿真实验，输出仿真结果。
如果应用MATLB的Simulink集成环境作为仿真工具，则构成了MATLAB仿真。
第二章 PID控制原理当今的自动控制技术绝大部分是基于反馈概念的。
反馈理论包括三个基本要素：测量、比较和执行。
测量关心的是变量，并与期望值相比较，以此误差来纠正和调节控制系统的响应。
反馈理论及其在自动控制中应用的关键是：做出正确测量与比较后，如何用于系统的纠正与调节。
在过去的十几年里，PID控制，也就是比例积分微分控制在工业控制中得到了广泛应用。
在控制理论和技术飞速发展的今天，在工业过程控制中95%以上的控制回路都具有PID结构，而且许多高级控制都是以PID控制为基础的。
2.1 PID控制的特点事实表明，对于PID这样简单的控制器，能够适用于广泛的工业与民用对象，并仍以很高的性价比在市场中占据着重要地位，充分地反映了PID控制器的良好品质。
概括地讲，PID控制的优点主要体现在以下两个方面：(1)原理简单、结构简明、实现方便，是一种能够满足大多实际需要的基本控制器。
(2)控制器适用于多种不同的对象，算法在结构上具有较强鲁棒性。
确切地说，在很多情况下其控制品质对被控对象的结构或参数振动不敏感。
但从另一方面来讲，控制算法的普适性也反映了PID控制器在控制品质上的局限性。
具体分析，其局限性主要来自以下几个方面：(1)算法结构的简单性决定了PID控制比较适用于SISO最小相位系统，在处理大时滞、开环不稳定过程等难控对象时，需要通过多个PID控制器或与其他控制器的组合，才能得到较好的控制效果。
(2)算法结构的简单性同时决定了PID控制只能确定闭环系统的少数主要极点；闭环特性从根本上只是基于动态特性的低阶近似假定的。
(3)出于同样的原因，决定了单一PID控制器无法同时满足对假定设定值控制和伺服跟踪控制的不同性能要求。
2.2 PID参数整定方法（1）Ziegler-Nichols经验公式(Z-N公式法)。
该方法先求取系统的开环阶跃响应曲线，根据对象的纯迟延时间、时间常数和放大系数，按Ziegler-Nichols经验公式计算PID参数。
这是我们这次课程设计所采用的方法。
（2）稳定边界法(临界比例度法)。
该方法需要做稳定边界实验，在闭环系统中控制器只用比例作用，给定值作阶跃扰动，从较大的比例带开始，逐渐减小，直至被控对象现临界振荡为止，记下临界振荡周期和临界比例带。
（3）衰减曲线法。
该方法与临界比例度法类似，在闭环系统中控制器只用比例作用，给定值作阶跃扰动，从较大的比例带开始，逐渐减小，直至被控量出现4:1的衰减过程为止，记下此时比例带以及相邻波峰之间的时间。
然后按照经验公式确定PID参数。
第三章 控制器设计以及仿真曲线图1.已知系统控制对象传递函数为)200s 30(400)(2++=S S S G 对此连续系统应用ziegler-nichols 方法进行PID 参数整定，图为我设计的控制器的模型图（1）其中step 作用为计算一个动态系统的阶跃响应。
（2）Scope 是系统的示波模块，显示波形。
（3）Simulink 控制程序中的PID 是用Z-N 法计算出来的，使用rlocus 和rloclind 指令可以求得穿越增益和穿越频率，采用Z-N 整定方式发可以求得PID 参数，运行整定程序可以得出三个图像，图一为系统未整定的根轨迹图，在该图上可以选定穿越jw 轴时的增益km 和该点的w 值，图二示出系统整定前后的伯德图，可见该系统整定后，频带拓宽，相移超前，图三示出整定后系统根轨迹，所有极点位于负半面达到完全稳定状态，采用z-n 方法可以得出KP=8.8371，KD=0.4945，KI=39.4847.将PID 输入控制程序中即可得到阶跃响应曲线。
图见下。
接下来双击scope 显示波形如下图所示为系统的阶跃响应曲线，整定程序见附录。
在采用ziegler-nichols的方法进行PID整定可以快速精确的算出各参数的数值，然后在进行微调既可以的到理想的控制效果。
图一.系统未整定时根轨迹图图二.整点前后系统伯德图图三.整定后系统根轨迹2.已知系统的对象传递函数为ss s G 2101)(2+=，采样时间为0.25s ，采用零阶保持器对其离散化并应用ziegler-nichols 方法进行PID 参数整定。
对于这道题目的控制器的设计需要加一个零阶保持器，所以此题的控制器如下（1）其中step 作用为计算一个动态系统的阶跃响应。
（2）zero-order hold 为零阶保持器（3）scope 为系统的示波模块，显示波形双击scope 显示波形如下为系统的阶跃响应曲线（4）这道题需要采用零阶保持器将对象离散化，使用rlocus 指令和rlocfind 指令的出系统的根轨迹图，可求得震荡增益和震荡频率然后根据Z-N 公式求出PID 参数，运行整定程序，得出图四为系统未补偿时的系统根轨迹图，然后在该图选定位于Z平面单位圆上的闭环极点，则可求得该点对应的增益和震荡频率，图五为系统整定后的根轨迹求得PID参数分别为KP=637562，KD=5.0318，KI=2.2679.整定程序见附录图四.未整定时系统根轨迹图五.整定后根轨迹在传统PID参数整定时寻找I和D的参数是一件不算容易的事情，更具Z-N法可以快速的确定I和D的参数，这对我们的调试会起到很大的帮助，回路整定的本质就是确定对控制器作用产生的过程反作用的积极程度和PID算法对消除误差可以提供多大的帮助。
而Z-N法课一为控制器提供非常准确的控制参数，并且可以进行微调。
从而得到理想的控制结果。
第三章各种PID控制器整定方法比较比例调节作用：是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。
比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。
积分调节作用：是使系统消除稳态误差,提高无差度。
因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。
积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。
反之Ti大,则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。
积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。
微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。
因此,可以改善系统的动态性能。
在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。
前文提到了三种PID参数整定方法，现在来分析一下三种PID参数整定方法的优缺点对于第一种Ziegler-Nichols经验公式(Z-N公式法)，这种数学模型是在用拉普拉斯变换方法求解微分方程过程中引出来的复域中的数学模型，它不但能等同微分方程反映系统的输入、输出动态特性，而且能间接的反映结构、参数变化时对系统输出的影响而且传递函数只取决于系统(或元件 ) 的结构和参数，与外界输入无关在实际的过程控制系统中。
如果数据是通过阶跃响应获得的。
我们可以由下面给出的经验公式来设计PID 控制器（Ziegler-nichols 整定参数）这种方法可以比较快速的求出相对精准I 和D 的参数，但是由于该模型的建立是有一定的假设条件的，所以在得出结果后需要进行不断的进行尝试从而获取针对实际条件的最佳PID 参数。
第二种是临界比例度法，这是目前使用较广的一种方法，具体作法如下：先在纯比例作用下（把积分时间放到最大，微分时间放到零），在闭合的调节系统中，从大到小地逐渐地改变调节器的比例度，就会得到一个临界振荡过程。
比例度叫临界比例度δk ，周期为临界振荡周期Tk 。
记下δk 和Tk ，然后按下表的经验公式来确定调节器的各参数值。
这种方法在下面两种情况下不宜采用：1）、临界比例度过小，因为这时候调节阀很容易处于全开及全关位置，对于工艺生产不利，举例来说，对于一个用燃料油（或瓦斯）加热的炉子，如δ很小，接近双位调节，将一会儿熄火，一会儿烟囱浓烟直冲。
