PID程序设计与实现 (PID程序设计实验报告)

一、引言

PID（比例-积分-微分）控制器作为一种广泛应用于工业控制的算法，具有结构简单、易于实现等优点。
本实验报告旨在介绍PID程序设计的原理、过程以及实现方法，通过实际操作，加深对PID控制器的理解。

二、PID控制器原理

PID控制器通过比较实际输出与期望目标之间的差异（即误差），按照一定的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行调控，以达到减小误差的目的。
其中，比例部分根据当前误差调整输出，积分部分消除稳态误差，微分部分抑制系统的震荡。

三、PID程序设计步骤

1. 确定控制目标：明确系统需要达到的控制目标，如温度、压力等。
2. 收集系统参数：收集系统的相关参数，如被控对象的传递函数、响应时间等。
3. 初始化PID参数：根据经验或实验数据，设定PID控制器的初始参数，如比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd。
4. 设计误差计算函数：根据控制目标，设计误差计算函数，计算实际输出与目标值之间的误差。
5. 实现PID算法：根据PID控制原理，实现PID算法，包括比例、积分和微分计算。
6. 调整PID参数：根据系统响应情况，不断调整PID参数，优化系统性能。
7. 实现输入输出接口：设计PID控制器与被控对象之间的输入输出接口，实现控制器与被控对象的连接。

四、PID程序设计实现

以下是一个简单的PID程序设计实现的示例（以伪代码表示）：

```python
class PIDController:
def __init__(self, Kp, Ki, Kd):
self.Kp = Kp 比例系数
self.Ki = Ki 积分系数
self.Kd = Kd 微分系数
self.error_prev = 0 上一次误差值
self.integral = 0 积分值

def calculate_error(self, setpoint, measured_value):
计算误差
error = setpoint - measured_value
self.integral += error 积分计算
self.error_prev = error 记录上一次误差值
return error

def calculate_output(self, error):
PID计算并输出控制量
P = self.Kp error 比例部分
I = self.Ki self.integral 积分部分
D = self.Kd (error - self.error_prev) 微分部分
output = P + I + D 计算总输出量
returnoutput

def adjust_parameters(self, performance):
根据系统性能调整PID参数
pass 此处为伪代码，具体调整方法需要根据实际情况实现
```
在实现过程中，需要注意以下几点：

1. 积分项的累加方式（如采用累积误差或离散时间点上的差值等）；
2. 防止积分项的过大导致的积分饱和现象；
3. 微分项的离散化处理；
4. PID参数的调整策略。

五、实验结果与分析

在实际应用中，通过对PID程序进行调试和测试，可以得到以下实验结果：通过不断调整PID参数，系统响应速度、稳定性以及误差等指标会有所变化。
合适的PID参数能使系统达到较好的控制效果。
通过分析实验结果，可以进一步了解PID控制器的性能及其在实际应用中的表现。

六、总结与展望

本实验报告介绍了PID程序设计的原理、步骤以及实现方法。
通过实验，验证了PID控制器在实际应用中的有效性。
未来，可以进一步研究PID控制器的优化方法，如自适应PID、模糊PID等，以提高系统的控制性能。
还可以将PID控制器与其他控制策略相结合，形成复合控制器，以满足更复杂的控制需求。

编写一个程序，设置两个按钮，分别控制升旗和降旗，如图3。

届电子信息工程、计算机控制专业）目录毕业论文（设计）任务书一．毕业论文（设计）的目的和任务二．毕业论文（设计）的程序和步骤三．毕业论文（设计）的结构与要求四．毕业论文（设计）的指导工作及对学生的要求五．毕业论文（设计）与答辩的时间安排六．毕业论文（设计）成绩的评定七．毕业论文（设计）参考选题八．附件山东水利职业学院 信息工程系2007届学生毕业设计(论文)任务书指导教师职称需要学生人数及专业 课题名称 课题内容及意义对学生的要求进度安排参考文献备注：学生分为计算机应用、电子信息、网络技术、计算机控制等专业。 一．毕业论文（设计）的目的和任务根据国家教育部的要求，高等学校毕业生在毕业前要进行撰写论文或进行毕业设计（统称毕业环节），这是高等教育不可或缺的一个重要环节。 毕业环节注重理论与实践相结合，将课堂学到的知识与实际工作中的问题结合起来，培养学生解决实际问题的能力，同时也增强了学生适应实际工作的能力，是迈向实际工作岗位前的一次重要演练。 通过毕业论文（设计），使学生运用所学的软、硬件知识，独立分析解决计算机应用的实际问题，掌握应用软件开发的基本模式和步骤，以达到将理论知识学以致用、融会贯通的目的。 学生论文（设计）要完成的任务是：1．根据所选毕业论文（设计）的题目，到各有关单位进行现场实习和调研，搜集并整理有关资料、文献。 2．根据实习和调研所掌握的资料，对论文（设计）题目中所涉及的问题进行分析论证，提出见解，编写应用程序，最终完成论文（设计）。 二．毕业实习与论文（设计）的程序和步骤：毕业论文（设计）的工作大致可分为如下阶段：（一）选题阶段根据给出的论文题，按自身的理解和对题目的熟悉程度，填报论文题目，学生也可自行选择未给出的论文题。 学生须明确所选题目的要求及深度。 学校根据学生填报的毕业论文（设计）志愿，在综合评定后，最终确定学生的论文题目，并指定指导教师。 自选题须经指导教师认证。 （二）撰写论文阶段在教师的指导下，对所选题目目前的状况及用户的要求进行需求分析，提出解决方案，画出系统流程图，编写程序，进行上机调试，最终完成论文（设计）。 （三）毕业答辩阶段学生按期做完毕业论文（设计）后，交给指导教师审阅，教师要写出审阅意见，并在论文上签字。 在没有特殊情况下，学生均须进行毕业答辩。 答辩按以下程序进行：1．学生向答辩委员会报告本人论文的主要内容；2．答辩委员会和参加老师对论文提出问题；3．学生对所提问题进行答辩；4．答辩委员会给出答辩成绩。 三．毕业论文（设计）的结构与要求◆毕业论文或毕业设计报告字数不少于字◆毕业论文（设计）任务书◆目录◆中文摘要◆英文摘要（Abstract）（可选）◆前言：本课题研究的意义、国内外相关课题的状况介绍等。 ◆系统的需求分析：系统需求、本课题任务及目的等。 ◆系统开发工具：本课题使用的软件工具介绍等。 ◆系统设计与开发：本课题程序结构、数据结构、算法、系统开发流程、主要模块及其原程序注释、遇到的问题及解决方案等。 ◆代码调试与系统测试：应用程序测试、系统测试等。 ◆总结：系统的功能、使用说明、存在的问题、收获和体会等。 ◆附录◆参考文献四、毕业论文（设计）的指导工作及对学生的要求（一）指导教师的主要工作指导学生拟定论文进度，布置给学生应完成的工作并检查其执行情况，每周至少半天时间对所带学生进行指导。 引导学生拟定论文提纲，帮助学生分析论文所涉及的问题，对方案的可行性、流程的正确性、程序的严谨性等进行审查，并提出意见，做好论文的审阅和学生的释疑工作。 （二）对学生的要求1、拟定个人工作计划，搜集、阅读、分析、整理有关资料；2、复习有关专业理论及编程需用的程序语言，做好实习、撰写论文准备工作。 3、在毕业环节过程中，要严肃认真，积极主动，独立思考，努力钻研。 对论文内容要充分理解和把握，要有自己的独立见解，不应简单抄袭资料。 做好答辩的准备工作。 4、遵守实习、劳动纪律，注意安全。 服从教师指导，虚心向实习单位的工作按质、按量、按期完成毕业论文。 五．毕业论文（设计）与答辩的时间安排序号 专业名称 毕业设计时间 备注1 电子信息专业（04级普通、对口） 第10周～第18周(2007.5.7~2007.7.6)2 计算机控制及应用专业（04级普通） 第10周～第18周(2007.5.7~2007.7.6)答辩时间另行通知。 以上时间如有变化，会及时通知。 六．毕业论文（设计）成绩的评定毕业论文的成绩分为：优、良、中、及格、不及格五级。 毕业论文的成绩将综合考虑毕业环节个人表现、论文水平及毕业答辩的情况。 七．毕业论文（设计）参考选题设计题目一三相异步电动机转速控制系统1、 任务设计一个小型计算机控制系统，控制三相异步电动机的转速。 要求在一定范围内电机转速保持在设定转速上。 2、要求(1)、电机转速控制范围为0-1200RPM。 （2）、要求设置相应的按钮使用户能够设置电机转速、算法参数大小以及电机的启动和停止等。 （3）、电机控制算法可以采用PID算法、模糊控制算法、模糊PID控制算法等。 （4）、电动机的转速调整通过晶闸管调压模块调整加到三相交流异步电动机的电压来实现。 （5）、要求在系统处于稳定状态时，系统的设置值与实际输转速之间的误差（即稳态误差）控制在15%以内。 设计题目二电烤箱温度控制系统1、任务设计一个电烤箱温度控制系统，要求在一定范围内电烤箱温度保持在设定温度上。 2、要求(1)、温度范围为0-200℃。 （2）、温度值、控制参数等可以手动设置并能显示设定温度、实际温度、控制参数等（3）、系统的启动和停止等操作可以通过键盘控制。 （4）、温度控制精度要求在正负5℃。 设计题目三 自动往返小车的设计1、任务设计制作一款具有智能判断自动往返功能的小车，能沿设定轨道自动往返。 路长20厘米，并在路的两边贴有黑线轨道，路中间贴有数片铁片，路两头有路障。 2、要求（1）、能在路两头自动往返行驶（2）、寻迹功能（按路面的黑色轨道行驶）。 （3）、检测路面所放置的铁片的个数的功能。 （4）、计算并显示所走的路程和行走的时间，并可发声发光。 设计题目五、自动水温控制系统1、任务设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。 水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。 2、要求（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。 （2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。 （3）用十进制数码管显示水的实际温度。 设计题目六、数字式工频有效值多用表1、任务设计并制作一个能同时对一路工频交流电（频率波动范围为50 ±1Hz、有失真的正弦波）的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表。 参见附图。 2、要求（1）测量功能及量程范围a、交流电压：0～500V；c、有功功率：0～25kW；d、无功功率：0～25kvar；e、功率因数（有功功率/视在功率）：0～1 。 为便于本试题的设计与制作，设定待测0～500V的交流电压、0～50A的交流电流均已经相应的变换器转换为0～5V的交流电压。 （2）准确度a、显示为 位（0.000～4.999），有过量程指示；b、交流电压和交流电流：±（0.8％读数＋5个字），例：当被测电压为300V时，读数误差应小于±（0.8％×300V＋0.5V）＝±2.9V ；c、有功功率和无功功率：±（1.5％读数＋8个字）；d、功率因数：±0.01 。 （3）功能选择：用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率和功率因数的测量与显示设计题目七、液体点滴速度监控装置1、任务 设计并制作一个液体点滴速度监测与控制装置，示意图如右图所示。 2、要求 （1）在滴斗处检测点滴速度，并制作一个数显装置，能动态显示点滴速度（滴/分）。 （2）通过改变h2控制点滴速度，如右图所示；也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。 点滴速度可用键盘设定并显示，设定范围为20~150(滴/分)，控制误差范围为设定值 ±10% ±1滴。 （3）调整时间≤3分钟（从改变设定值起到点滴速度基本稳定，能人工读出数据为止）。 （4）当h1降到警戒值（2~3cm）时，能发出报警信号。 3、说明 （1）、控制电机类型不限，其安装位置及安装方式自定。 （2）、储液瓶用医用250毫升注射液玻璃瓶（瓶中为无色透明液体）。 （3）、受液瓶用1.25升的饮料瓶。 （4）、 点滴器采用针柄颜色为深蓝色的医用一次性输液器（滴管滴出20点蒸馏水相当于1ml±0.1ml）。 （5）、赛区测试时，仅提供医用移动式点滴支架，其高度约1.8m，也可自带支架；测试所需其它设备自备。 （6）、滴速夹在测试开始后不允许调节。 （7）、发挥部分第（2）项从站功能中，c中的“异常情况”自行确定。 设计题目八、自动控制升降旗系统1. 任务设计一个自动控制升降旗系统，该系统能够自动控制升旗和降旗，升旗时，在旗杆的最高端自动停止；降旗时，在最低端自动停止。 自动控制升降旗系统的机械模型如图所示。 旗帜的升降由电动机驱动，该系统有两个控制按键，一个是上升键，一个是下降键。 2. 要求（1）、按下上升按键后，国旗匀速上升；上升到最高端时自动停止上升；按下下降按键后，国旗匀速下降，下降到最低端时自动停止。 （2）、能在指定的位置上自动停止。 （3）、为避免误动作，国旗在最高端时，按上升键不起作用；国旗在最低端时，按下降键不起作用。 （4）、升降旗的时间均为43秒钟，与国歌的演奏时间相等。 （5）数字即时显示旗帜所在的高度，以厘米为单位，误差不大于2厘米。 附件一：山东水利职业学院 信息工程系毕业论文（设计）撰写规范一、论文印装（一）装订要求论文一律用A4（210mm279mm）标准大小的白纸打印并装订（左装订）成册。 论文在打印时，要求纸的四周留足空白边缘，以便装订和批注。 每页的上边距和左边距侧(订口)应分别留边25 mm，下边距和右边距(切口)应分别留边20 mm。 （二）字体要求1. 论文标题： 小2宋体字，黑体； 小标题1：小3宋体字，黑体； 小标题2：4号宋体字，黑体；2. 正文标题： 参考（五）正文部分；3. 正文： 小4宋体字；4. 参考文献： 5号宋体字；5. 英文摘要： 标题：小3， 正文：小4，字体 ：Times New Roman二、论文结构及要求毕业论文由以下部分组成：1.封面；2.毕业设计（论文）任务书；3.中文摘要；4.英文摘要；5.目录；6.正文；7.结论；8.致谢；9.参考文献；10.有关图纸(大于3#图幅时单独装订)。 （一）封面及毕业设计（论文）任务书封面是论文的外表面，提供应有的信息，并起保护作用。 封面上包括下列内容：1.论文题目，用三号宋体字标注在题目栏；2.论文的作者和指导教师；3.所属系（部、中心）、专业、年级、学号。 论文封面（见附件八）。 任务书由指导教师填写，经系（部、中心）或教研室主任签字后生效。 （二）中英文摘要（中文在前，英文在后）及关键词摘要是论文内容的简要陈述，应尽量反映论文的主要信息，内容包括研究目的、方法、成果和结论，不含图表，不加注释，具有独立性和完整性。 中文摘要一般为300 字左右，英文摘要应与中文摘要内容完全相同。 “摘要”字样位置居中。 关键词是为了满足文献标引或检索工作的需要而从论文中选取出的用以表示全文主题内容信息的词或词组。 关键词包括主题和自由词：主题词是专门为文献的标引或检索，尽量从《汉语主题词表》中选用；自由词则是未规范化的即还未收入主题词表中的词或词组。 每篇论文中应列出3～5个关键词，它们应能反映论文的主题内容。 其中主题词应尽可能多一些，关键词作为论文的一个组成部分，列于摘要段之后。 撰写要求有英文摘要的论文，还应列出与中文对应的英文关键词（Key words）。 关键词排在摘要正文部分下方。 （三）目录目录按三级标题编写，要求层次清晰，且要与正文标题一致。 主要包括绪论、正文主体、结论、致谢、主要参考文献及附录等。 （四）绪论1.绪论其目的是向读者交代本研究的来龙去脉，作用在于使读者对论文先有一个总体的了解。 绪论要写得自然、概括、简洁、确切。 2.绪论的内容有如下几项：（1）研究的目的、范围和背景。 （2）理论依据、实验基础和研究方法。 （3）预期的结果及其地位、作用和意义。 （五）正文正文是论文的核心部分，论文的论点、论据和论证都在这里阐述，因此它要占主要篇幅。 由于论文作者的研究工作涉及的学科、选题、研究对象和研究方法、工作进程、结果表达方式等差异很大，所以对正文中要写的内容不作统一规定；但总的思路和结构安排应当符合“提出论点，通过论据或数据对论点加以论证”这一共同的要求。 正文必需客观真切、准确完备、合乎逻辑、层次分明。 1.对正文主题的要求（1）主题新颖，研究、解决、创立需研究和解决的问题。 （2）主题深刻，抓住问题的本质，揭示事物的主要矛盾，总结出事物存在、运动、变化和发展的客观规律。 （3）主题集中，一篇论文只有一个中心，要使主题集中，凡于本文主题无关或关系不大的内容不应涉及，不过多阐述，否则会使问题繁杂，脉络不清，主题淡化。 （4）主题鲜明，论文的中心思想地位突出，除了在论文的题目、摘要、前言、结论部分明确地点出主题外，在正文部分更要注意突出主题。 2.对结构的要求论文撰写通行的题序层次大致有以下几种格式：第一种 第二种 第三种 第四种一、 第一章 第一章 1.（一） 一、 第一节 1.11. （一） 一、 1.1.1（1） 1. （一） 1.1.2（1）格式是保证文章结构清晰、纲目分明的编辑手段，撰写毕业论文可任选其中的一种格式，但所采用的格式必须符合上表规定，并前后统一，不得混杂使用。 格式除题序层次外，还应包括分段、行距、字体和字号等。 第一层次（章）题序和标题居中放置，其余各层次（节、条、款）题序和标题一律沿版面左侧边线顶格安排。 第一层次（章）题序和标题距下文双倍行距。 段落开始后缩两个字。 行与行之间，段落和层次标题以及各段落之间均为单倍行距。 第一层次（章）题序和标题用小三号宋体字，黑体。 题序和标题之间空两个字，不加标点。 第二层次（节）题序和标题用四号宋体字，黑体。 第三层次（条）及以下各层次题序及标题一律用小四号宋体字，黑体。 （六）结论结论即结束语、结语，是在理论分析和实验验证的基础上，通过严密的逻辑推理得出的有创造性、指导性、经验性的结果描述。 结论作为单独一章排列，但标题前不加“第XXX章”字样。 结论是整个论文的总结，应以简练的文字说明论文所做的工作，一般不超过两页。 （七）致谢对指导教师和给予指导或协助完成毕业设计（论文）工作的组织和个人表示感谢。 文字要简捷、实事求是，切忌浮夸和庸俗之词。 （八）主要参考文献1.参考文献参考文献应是论文作者亲自考察过的对毕业论文有参考价值的文献。 参考文献应具有权威性，要注意引用最新的文献。 参考文献在整个论文中出现的次序用[1]、[2]、[3]……形式统一排序，依次列出。 2.参考文献的表示格式为：著作：[序号]作者.译者.书名.版本.出版地：出版社，出版时间.引用部分起止页期刊：[序号]作者.译者.文章题目.期刊名.年份.卷号(期数). 引用部分起止页 会议论文集：[序号]作者.译者.文章名.文集名 .会址.开会年.出版地：出版者.出版时间.引用部分起止页 例：[1]刘国均,陈绍业.图书馆目录.第1版.北京:高等教育出版社，1957[2]傅秉义,陈运泰,祁贵中.地球物理学基础.北京:科学出版社，1958,447[3]华罗庚,王元.论一致分布与近似分析.中国科学，1973（4）：339~357三、其他要求（一）表格论文的表格可以统一编序（如：表15），也可以逐章单独编序（如：表2.5），采用哪种方式应和插图及公式的编序方式统一。 表序必须连续，不得重复或跳跃。 表格的结构应简洁。 表格中各栏都应标注量和相应的单位。 表格内数字须上下对齐，相邻栏内的数值相同时，不能用‘同上’、‘同左’和其它类似用词，应一一重新标注。 表序和表题置于表格上方中间位置，无表题的表序置于表格的左上方或右上方（同一篇论文位置应一致）。 （二）图插图要精选。 图序可以连续编序（如 图52），也可以逐章单独编序（如 图6.8），采用哪种方式应与表格、公式的编序方式统一，图序必须连续，不得重复或跳跃。 仅有一图时，在图题前加‘附图’字样。 毕业设计（论文）中的插图以及图中文字符号应打印，无法打印时一律用钢笔绘制和标出。 由若干个分图组成的插图，分图用a,b,c,……标出。 图序和图题置于图下方中间位置。 （三）公式论文中重要的或者后文中须重新提及的公式应注序号并加圆括号，序号一律用阿拉伯数字连续编序（如：（45））或逐章编序（如（6.10）），序号排在版面右侧，且距右边距离相等。 公式与序号之间不加虚线。 （四）数字用法公历世纪、年代、年、月、日、时间和各种计数、计量，均用阿拉伯数字。 年份不能简写，如1999年不能写成99年。 数值的有效数字应全部写出，如：0.50；2.00不能写作0.5；2。 （五）软件软件流程图和原程序清单要按软件文档格式附在论文后面。 （六）工程图按国标规定装订图幅小于或等于3#图幅时应装订在论文内，大于3#图幅时按国标规定单独装订作为附图。 （七）计量单位的定义和使用方法按国家计量局规定执行。 （八）附录1.附录附录是论文主体的补充项目，为了体现整篇论文的完整性，写入正文又可能有损于论文的条理性、逻辑性和精炼性，这些材料可以写入附录段，但对于每一篇论文并不是必须的。 2.附录大致包括如下一些材料：（1）比正文更为详尽的理论根据、研究方法和技术要点，建议可以阅读的参考文献的题录，对了解正文内容有用的补充信息等；（2）由于篇幅过长或取材于复制品而不宜写入正文的材料；（3）一般读者并非必要阅读，但对本专业同行很有参考价值的资料；（4）某些重要的原始数据、数学推导、计算程序、框图、结构图、统计表、计算机打印输出件等。 （5）附录段置于参考文献表之后，附录中的插图、表格、公式、参考文献等的序号与正文分开，另行编制，如编为“图1”，“图2”；“表1”，“表3”；“式（1）”，“式2”；“文献[1]”，“文献[2]”等。 四、毕业设计（论文）装订顺序（一）毕业设计（论文）封面（二）毕业设计（论文）任务书（三）中文摘要、关键词（四）英文摘要、关键词（五）目录（六） 正文（七） 附录 （八） 封底

实验报告摘要模板范文

(1)本次实验查看了很多资料，感觉这个学期在张老师的课上学到了些知识受益匪浅，通过回转实验我查看了大量资料。 学到了很多知识，复习了《自动控制原理》的第三章的内容，了解到了PID参数调节的方法过程。 又看了张老师编的《船舶控制系统》和《控制系统建模与数字仿真》，在里面学到了系统建模和仿真的一些知识。 例如NOMOTO模型的建立，和干扰的引入。 在CNKI上找到了一些相关的资料，有所借鉴。 (2)通过本学期学习张老师的课程，感受到张老师严谨的治学态度以及对待学生的和善，通过阅读张老师的博客学习到张老师在生活和工作上经常总结的良好习惯。 由于本人刚刚踏入研究生行列，学术能力有限，文章中难免会出现很多纰漏，还望老师批评指正。 (3)闭门造车为大忌！单纯的只考一本教材，凭借自己的思考来做这个实验，是非常不明智的选择。 通过阅读相关文献会发现，有很多好用的参考方法。 按照自己目前的知识量，通过自己的思考得出的实验方法与结果很难比现有的一些好的算法更精确，同时还会白白浪费自己的时间去走前人已经走过的路。 所以就像张老师说的，要博学之，慎思之，获取的知识量多了，思考的问题多了，集百家之长，才能将提高自己。 (4)通过本次实验，自己对Matlab的Simulink仿真工具有了进一步的熟悉。 实验过程中实验的参数是在自己多次计算和反复尝试下得出的，在这过程中培养了自己的耐心，从中体会到学习需要认真的态度和一颗持之以恒的心。 因为能力有限做出的结果不是很理想，希望以后与张老师有更多的交流。 在此感谢张老师耐心回答本人的若干问题，感谢张老师生动的授课，感谢张老师的批阅。 (5)总的来说，通过这门课的学习我了解了船舶建模和以及基本的实验，并对建模理论有了一个相对完整的了解，而且张老师平时上课时讲的那些道理我都有种共鸣感，我也学到了很多学习方法，比如张老师记忆时用的那些口诀，启发我要善于找事物之间的联系。 通过这门课，我真的感觉受益匪浅。 (6)虽然收获颇多但是通过实验发现的问题也有很多，例如本实验中的传统PID控制器体现出了其稳定可靠的控制特性，但是在要求更高更加复杂的环境下依然存在较大的改进空间，今后可以考虑利用一些经过改进的引入智能算法的PID控制器，提高系统的自适应性；还有就是调试时缺乏经验，不知道如何让系统达到稳定理想的状态，耗费了大量时间；今后如果有时间的话还可以用Nomoto模型仿真与本次试验结果进行对比，验证该模型的可靠性以及大惯性物体的低频段动态特性的重要性并且体验一下Nomoto模型的简化工作为我们带来的便利。 最后要感谢张老师的生动幽默的教学，让我这个初来海事大学的学生对船舶方面有了一个初步的认识。 (7)通过本次实验，尝试了在matlab环境中对控制系统进行仿真，了解了matlab的基本操作和应用，感受到了仿真工具simulink的强大之处。 更重要的是，作为海事大学的学生，了解一些关于船舶控制以及航海有关的知识，扩展自己的知识领域是必要的，即使没有能完全掌握和熟练运用本次实验中所涉及的理论知识和仿真及建模的思想和方法，但是，本次实践为以后的学习和研究埋下了伏笔。 诚挚感谢为我们带来研究生第一节课以及后续的精彩课程的张显库教授！(8)理论是需要通过实践来检验的。 很多的理论知识即使我们学过了也未必会对其有多么深刻的理解，很多知识在理论中听起来挺简单，一旦应用到实际中就不是那么容易的事了。 就拿回转试验来说吧，本以为是一个极其简单的实验，理论上给一定的舵角船舶就会做圆周运动，然而实验中始终无法提取到X、Y分量，画出回转曲线。 后来经同学指点才找到解决的方法。 在航向保持仿真中，起初天真的以为输入信号经过PID调节器直接给船舶数学模型就可以了，实际上该信号需要在经过舵机模型才可以输入给船舶模型，理论与实际相差有些大。

Linux进程通信实验报告

一、实验目的：进一步认识并发（并行）执行的概念，区别顺序执行和并发（并行）执行。 分析进程争用临界资源的现象，学习解决进程排斥的方法。 二、实验环境：一台至少具有256MB内存的计算机，并安装Red Hat Linux 9的Linux操作系统。 三、实验内容：1. 预备知识fork函数调用：创建一个新进程。 getpid函数调用：获得一个进程的pid。 lockf系统的调用：在进程同步控制中为进程加锁。 2. 编写一段程序（程序名为fork1.c），使用系统调用fork()创建两个子进程。 当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。 让每一个进程在屏幕上显示一个字符：父进程显示字符“a”，子进程分别显示字符“b”和字符“c”。 试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。 （1）进入Linux操作系统。 （2）打开终端。 进入vi编译器。 （3）输入源程序代码。 （4）按Esc键，进入命令模式后，输入“： wq文件名”就可以运行该程序了。