比例环节(P)、积分环节(I)、比例积分环节(PI)和比例积分微分调节(PID)各有何优缺点? (15 分)

比例环节(P)、积分环节(I)、比例积分环节(PI)和比例积分微分调节(PID)是自动控制系统中的四种基本控制规律。

- 比例环节：输出与输入成正比，即输出=Kx,其中K为比例系数。优点是响应快，缺点是容易产生振荡。
- 积分环节：输出等于输入的积分，即输出=Ki*∫e dt,其中Ki为积分增益。优点是可以消除稳态误差，缺点是响应慢。
- 比例积分环节：输出等于输入的比例积分，即输出=KPI,其中KPI为比例积分增益。优点是可以消除稳态误差和瞬时误差，缺点是计算复杂度高。
- 比例积分微分调节(PID):输出等于输入的比例积分微分值，即输出=KPD,其中KPD为比例积分微分增益。优点是可以消除稳态误差、瞬时误差和超调量，缺点是计算复杂度高。