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文檔簡(jiǎn)介

1、6.3 串聯(lián)校正目的:改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)串聯(lián)校正裝置一階校正裝置16.3 串聯(lián)校正按性能分為: 相位超前校正、相位滯后校正、相位超前滯后校正、T 型網(wǎng)絡(luò)校正前兩者是一階校正裝置,后兩者是二階校正裝置。26.3 串聯(lián)校正一階校正裝置當(dāng) 是相位超前校正當(dāng) 是相位滯后校正相位超前滯后校正相當(dāng)于一個(gè)相位滯后校正與一個(gè)相位超前校正串聯(lián)T 型網(wǎng)絡(luò)校正一般具有一對(duì)復(fù)極點(diǎn)和一對(duì)復(fù)零點(diǎn),抵消原系統(tǒng)不希望的一對(duì)極點(diǎn),加入一對(duì)希望的極點(diǎn)36.4 局部反饋校正局部反饋的傳遞函數(shù)在對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能起主要作用的頻率范圍內(nèi)4 6.5 PID控制器56.5 比例、積分、微分(PID)控制器

2、PID(比例積分微分)控制器在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用。其特點(diǎn): 1.對(duì)系統(tǒng)的模型要求低 2.調(diào)節(jié)方便 3.適應(yīng)范圍較廣 66.5 比例,積分、微分(PID)控制器PID控制器的運(yùn)動(dòng)方程為:7傳遞函數(shù) 引入PID控制器后,系統(tǒng)的型號(hào)數(shù)增加了1,還提供了兩個(gè)實(shí)數(shù)零點(diǎn)??筛纳葡到y(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。86.5.1 比例積分(PI)控制PI 調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)令則910 可見:引入PI調(diào)節(jié)器后,閉環(huán)系統(tǒng)由原來的型系統(tǒng)變成了型系統(tǒng),對(duì)改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性是有好處的。 另一方面由于系統(tǒng)的階次提高,系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降了。如果Kp、KI選擇不當(dāng),很可能會(huì)造成不穩(wěn)定。11 6.5.2 比例微分(PD)控制器運(yùn)動(dòng)方程:KD=Kp

3、TD微分調(diào)節(jié)器比例系數(shù); TD 微分時(shí)間常數(shù)。傳遞函數(shù):12為了說明調(diào)節(jié)器的物理意義,以二階系統(tǒng)為例:系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù):可知: PD調(diào)節(jié)器的引入,相當(dāng)于給原系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)增加了一個(gè) s= Kp / KD 的零點(diǎn)。13原系統(tǒng)特征方程阻尼比 ,無阻尼振蕩角頻率加入PD控制后特征方程阻尼比無阻尼振蕩角頻率14PD對(duì)系統(tǒng)影響 微分調(diào)節(jié)器作用由TD決定。TD大,微分作用強(qiáng),TD小,微分作用弱,選擇好TD很重要。15 由以上分析可知: 微分控制是一種 “預(yù)見” 型的控制。它測(cè)出 e(t) 的瞬時(shí)變化率,作為一個(gè)有效早期修正信號(hào),在超調(diào)量出現(xiàn)前會(huì)產(chǎn)生一種校正作用。 如果系統(tǒng)的偏差信號(hào)變化緩慢或是常數(shù),

4、偏差的導(dǎo)數(shù)就很小或者為零,這時(shí)微分控制也就失去了意義。 注意:模擬PD調(diào)節(jié)器的微分環(huán)節(jié)是一個(gè)高通濾波器,會(huì)使系統(tǒng)的噪聲放大,抗干擾能力下降,在實(shí)際使用中須加以注意解決。16 例:1) 試分析比例調(diào)節(jié)器KP引入前后性能的變化解:當(dāng)Kp=1時(shí),=1.2,處于過阻尼狀態(tài),無振蕩,ts很長(zhǎng)。當(dāng)Kp=100時(shí),=0.12,處于欠阻尼狀態(tài),超調(diào)量p=68%。當(dāng)Kp=2.88時(shí),=0.707,處于欠阻尼狀態(tài),p=4.3%,ts=0.17s, 此時(shí)較理想。172) 對(duì)系統(tǒng)引入比例微分PD調(diào)節(jié)器單位階躍輸入下的系統(tǒng)輸出: 1)中: Kp=1、 KD=0 時(shí), =1.2引入PD后: Kp=100、 KD=0.88 時(shí), =3.16系統(tǒng)的阻尼明顯地增加了,超調(diào)得到了抑制。186.5.3 比例積分微分(PID)控制PID控制器提供了一個(gè)極點(diǎn)、兩個(gè)零點(diǎn),比PI控制多一個(gè)零點(diǎn),克服了PI控制對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的不良影響。196.5.3 比例積分微分(PID)控制例6-8 被控對(duì)象傳遞函數(shù)用PID 控制KD=5.25時(shí)閉環(huán)極點(diǎn)-4.35,-1.951.49j2021超調(diào)量10%,調(diào)整時(shí)間1.5秒,穩(wěn)態(tài)誤差0,調(diào)整三個(gè)參數(shù)可以進(jìn)一步改

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