第七章系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正-控制工程基礎(chǔ)課件

主要內(nèi)容第一節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校正的概述第二節(jié)常用校正裝置及其特性第三節(jié)串聯(lián)校正第四節(jié)PID校正器的設(shè)計(jì)1主要內(nèi)容第一節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校正的概述1第一節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校正概述1、系統(tǒng)的分析:

給定了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù),采用時(shí)域分析法或根軌跡法或頻域分析法,通過(guò)計(jì)算或作圖求得系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的性能。2、系統(tǒng)的綜合與校正：

系統(tǒng)除了穩(wěn)定外，還必須按照給定的性能指標(biāo)進(jìn)行工作。若系統(tǒng)不能全面的滿足所要求的性能指標(biāo)，則要對(duì)原系統(tǒng)增加一些必要的環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)能夠全面滿足所要求的性能指標(biāo)。從邏輯上講，系統(tǒng)的綜合與校正是系統(tǒng)分析的逆問(wèn)題。一、設(shè)計(jì)與校正的概念2第一節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校正概述1、系統(tǒng)的分析:給定了控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)時(shí)域性能指標(biāo)頻域性能指標(biāo)瞬態(tài)性能指標(biāo)穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)控制器原系統(tǒng)原系統(tǒng)控制對(duì)象校正裝置校正系統(tǒng)圖7-1-1系統(tǒng)的綜合與校正示意圖3系統(tǒng)的性能指標(biāo)時(shí)域性能指標(biāo)頻域性能指標(biāo)瞬態(tài)性能指標(biāo)穩(wěn)態(tài)性能指二、校正的基本方式串聯(lián)校正反饋校正復(fù)合校正校正裝置一般接在系統(tǒng)的前向通道中。

校正裝置反并接在前向通道中的一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)兩端，形成局部反饋回路。

校正裝置傳遞函數(shù)圖7-1-2串聯(lián)校正反饋控制回路中，加入前饋校正通路。圖7-1-3反饋校正校正裝置傳遞函數(shù)4二、校正的基本方式串聯(lián)校正反饋校正復(fù)合校正校正裝置一般接在系圖7-1-4復(fù)合校正(a)圖7-1-4復(fù)合校正(b)5圖7-1-4復(fù)合校正(a)圖7-1-4復(fù)合校正(b)5三、線性系統(tǒng)的基本控制規(guī)律1.比例（P）控制規(guī)律圖7-1-5P控制器控制器的輸出信號(hào)成比例的反映輸入信號(hào)，其傳遞關(guān)系可表示為比例系數(shù)6三、線性系統(tǒng)的基本控制規(guī)律1.比例（P）控制規(guī)律圖7-1-2.比例—微分（PD）控制規(guī)律圖7-1-6PD控制器其輸入輸出關(guān)系為PD控制器的微分作用能反應(yīng)輸入信號(hào)的變化趨勢(shì)，即可產(chǎn)生早期修正信號(hào)，以增加系統(tǒng)的阻尼程度，從而改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。比例系數(shù)可調(diào)微分時(shí)間常數(shù)可調(diào)72.比例—微分（PD）控制規(guī)律圖7-1-6PD控制器其例7-1比例-微分控制系統(tǒng)如圖7-1-7所示，試分析PD控制器對(duì)系統(tǒng)性能的影響。解：

當(dāng)無(wú)PD控制器時(shí)，系統(tǒng)的特征方程為該二階系統(tǒng)的阻尼比為零，階躍響應(yīng)為等幅振蕩，系統(tǒng)為臨界穩(wěn)定。加入PD控制器后，系統(tǒng)的特征方程為此時(shí)，系統(tǒng)的阻尼比，系統(tǒng)穩(wěn)定，且阻尼比的大小可通過(guò)改變參數(shù)和來(lái)調(diào)整。

圖7-1-7比例-微分控制系統(tǒng)8例7-1比例-微分控制系統(tǒng)如圖7-1-7所示，試分析PD控3.積分（I）控制規(guī)律圖7-1-8I控制器其輸入-輸出關(guān)系為在串聯(lián)校正中，積分控制器可使原系統(tǒng)的型號(hào)提高（無(wú)差度增加），提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。但積分控制使系統(tǒng)增加了一個(gè)在原點(diǎn)的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，使信號(hào)產(chǎn)生的相位滯后，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性不利。因此，I控制器一般不宜單獨(dú)使用。比例系數(shù)可調(diào)93.積分（I）控制規(guī)律圖7-1-8I控制器其輸入-輸出4.比例—積分（PI）控制規(guī)律圖7-1-9PI控制器其輸入-輸出關(guān)系為PI控制器主要用來(lái)改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。

104.比例—積分（PI）控制規(guī)律圖7-1-9PI控制器其輸例7-2設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞為為改善系統(tǒng)的性能，在前向通道加入PI控制器，如圖7-1-10所示。試分析PI控制器在改善系統(tǒng)性能方面起的作用。圖7-1-10比例-積分控制系統(tǒng)加入PI控制器后，系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為解：11例7-2設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞為為改善系統(tǒng)的性能，在前可見(jiàn)，系統(tǒng)由原來(lái)的Ⅰ型系統(tǒng)變?yōu)棰蛐拖到y(tǒng)，故對(duì)于斜坡輸入信號(hào)，原系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為，加入PI控制器后，穩(wěn)態(tài)誤差為零?？梢?jiàn)，PI控制器提高了系統(tǒng)的控制精度，改善了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。采用PI控制器后，系統(tǒng)的特征方程為

由勞斯判據(jù)知，只要滿足，就可滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的條件。12可見(jiàn)，系統(tǒng)由原來(lái)的Ⅰ型系統(tǒng)變?yōu)棰蛐拖到y(tǒng)，故對(duì)于斜坡輸5.比例—積分—微分（PID）控制規(guī)律圖7-1-10PID控制器其輸入-輸出關(guān)系為

在工業(yè)控制系統(tǒng)中，廣泛使用PID，可以在提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的同時(shí)，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。135.比例—積分—微分（PID）控制規(guī)律圖7-1-10P第二節(jié)常用校正裝置及其特性

校正裝置可以是電氣的，也可以是機(jī)械的﹑氣動(dòng)的及液壓的等。由于電氣元件具有體積小﹑質(zhì)量輕﹑調(diào)整方便等特點(diǎn)，在工業(yè)控制系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。本節(jié)將主要介紹常用的無(wú)源校正裝置及其特性。一、無(wú)源校正裝置1.無(wú)相移校正裝置（比例控制器）圖7-2-1分壓器電路傳遞函數(shù)為比例系數(shù)14第二節(jié)常用校正裝置及其特性校正裝置可2.相位超前校正裝置圖7-2-2無(wú)源超前裝置傳遞函數(shù)為其中152.相位超前校正裝置圖7-2-2無(wú)源超前裝置傳遞函數(shù)為其圖7-2-3超前裝置零、極點(diǎn)在s平面上的分布圖7-2-4超前裝置的極坐標(biāo)圖圖7-2-5超前裝置的曲線16圖7-2-3超前裝置零、極點(diǎn)在s平面上的分布圖7-2-4圖7-2-6無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò)的伯德圖17圖7-2-6無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò)的伯德圖173.滯后校正裝置圖7-2-7無(wú)源滯后校正裝置傳遞函數(shù)為其中頻率特性最大滯后相角183.滯后校正裝置圖7-2-7無(wú)源滯后校正裝置傳遞函數(shù)為其中圖7-2-8超前裝置零、極點(diǎn)在s平面上的分布圖7-2-9滯后裝置的極坐標(biāo)圖119圖7-2-8超前裝置零、極點(diǎn)圖7-2-9滯圖7-2-10無(wú)源滯后裝置的伯德圖20圖7-2-10無(wú)源滯后裝置的伯德圖204.滯后-超前裝置傳遞函數(shù)為式中

且

圖7-2-11無(wú)源滯后-超前裝置且滯后部分超前部分214.滯后-超前裝置傳遞函數(shù)為式中且圖7-2-11無(wú)源圖7-2-12滯后-超前裝置的伯德圖22圖7-2-12滯后-超前裝置的伯德圖22二、有源校正裝置圖7-2-13有源校正裝置常用的有源校正裝置由運(yùn)算放大器和阻容元件構(gòu)成，根據(jù)連接方式的不同，可分為P控制器、PI控制器、PD控制器、PID控制器等。圖中,放大器具有放大系數(shù)大,輸入阻抗高的特點(diǎn)。通常在分析它的傳輸特性時(shí),都假設(shè)放大系數(shù),輸入電流為零,則運(yùn)算放大器的傳遞函數(shù)為

在組成負(fù)反饋線路時(shí),一般都由反相端輸入,式中的負(fù)號(hào)表示輸入和輸出的極性相反。改變和就可得到不同的傳遞函數(shù),放大器的性能也不同。23二、有源校正裝置圖7-2-13有源校正裝置常用的有第三節(jié)串聯(lián)校正串聯(lián)校正按校正環(huán)節(jié)性能可分為：增益調(diào)整、相位超前校正、相位滯后校正和相位滯后－超前校正。

一、控制系統(tǒng)的增益校正

要求改變?cè)鲆?使系統(tǒng)具有的相位裕度。

例7-3圖7-3-1為一位置控制系統(tǒng)的伯德圖。系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為

24第三節(jié)串聯(lián)校正串聯(lián)校正按校正環(huán)節(jié)性能可分為①②

圖7-3-1例7-3校正前后的伯德圖25①②圖7-3-1例7-3校正前后的伯德圖25首先，做出系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖7-3-1。

解：校正后系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為由相頻特性曲線可知,在處該系統(tǒng)的相位角為。

系統(tǒng)未校正前

因此如果能使，相當(dāng)于將原系統(tǒng)的增益減小了1/18倍，就能滿足的要求。

由圖①的曲線可知，校正前系統(tǒng)的幅值穿越頻率，系統(tǒng)的相位裕度

。26首先，做出系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖7-3-1。解：校正后圖7-3-227圖7-3-227二、相位超前校正圖7-3-3RC超前網(wǎng)絡(luò)超前校正的基本原理就是利用超前校正裝置的相位超前特性去增大系統(tǒng)的相位裕度，以改善系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)。用頻率特性法設(shè)計(jì)無(wú)源超前裝置的步驟如下：

（3）計(jì)算超前裝置的參數(shù)和。成立的條件是（1）根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求，確定開(kāi)環(huán)增益。（2）畫出待校正系統(tǒng)的伯德圖，確定待校正系統(tǒng)的剪切頻率、相位裕度和幅值裕度。（4）驗(yàn)算已校正系統(tǒng)的相位裕度

28二、相位超前校正圖7-3-3RC超前網(wǎng)絡(luò)超前校正的

例7-4圖7-3-4為單位反饋控制系統(tǒng)，給定的性能指標(biāo)：?jiǎn)挝恍逼螺斎霑r(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差，相位量，幅值裕量。圖7-3-4控制系統(tǒng)方塊圖29例7-4圖7-3-4為單位反饋控制系統(tǒng)，給定的性能(1)首先根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差確定開(kāi)環(huán)增益，因?yàn)槭洽裥拖到y(tǒng)，所以

(2)作開(kāi)環(huán)頻率特性的伯德圖如圖7-3-5，并找出未校正前系統(tǒng)的相位裕量和幅值裕量。校正前的相位裕度為解：(3)確定在系統(tǒng)上需要增加的相位超前角30(1)首先根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差確定開(kāi)環(huán)增益，因?yàn)槭洽裥拖到y(tǒng)，圖7-3-5校正前系統(tǒng)的伯德圖31圖7-3-5校正前系統(tǒng)的伯德圖31(4)確定系數(shù):校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為

驗(yàn)證：則32(4)確定系數(shù):校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為驗(yàn)證：則3圖7-3-6校正后系統(tǒng)的伯德圖33圖7-3-6校正后系統(tǒng)的伯德圖33圖7-3-734圖7-3-734圖7-3-8校正后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線35圖7-3-8校正后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線35三、相位滯后校正串聯(lián)滯后校正裝置的作用有二，其一是提高系統(tǒng)低頻響應(yīng)的增益，減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，同時(shí)基本保持系統(tǒng)的暫態(tài)性能不變。其二是滯后校正裝置的低通濾波特性，將使系統(tǒng)高頻響應(yīng)的增益衰減，降低系統(tǒng)的剪切頻率，提高系統(tǒng)的相位穩(wěn)定裕度，以改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性和某些暫態(tài)性能。用頻率特性法設(shè)計(jì)無(wú)源超前裝置的步驟如下：

（1）根據(jù)給定的穩(wěn)態(tài)性能要求確定系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益。（2）畫出待校正系統(tǒng)的伯德圖，確定待校正系統(tǒng)的剪切頻率、相位裕度和幅值裕度。（3）求出未校正系統(tǒng)伯德圖上的相位裕度為處的剪切頻率。36三、相位滯后校正串聯(lián)滯后校正裝置的作用有二，（4）令未校正的系統(tǒng)的伯德圖在處的增益等于，由此確定滯后裝置的值。（5）確定滯后校正裝置的轉(zhuǎn)折頻率

（6）畫出校正后系統(tǒng)的伯德圖，校驗(yàn)其相位裕度。

（7）必要時(shí)檢驗(yàn)其它性能指標(biāo)，若不能滿足要求，可重新選定值。但值不宜選取過(guò)大，只要滿足要求即可，以免校正裝置中電容太大，難以實(shí)現(xiàn)。

37（4）令未校正的系統(tǒng)的伯德圖在處的增益等于圖7-3-9無(wú)源滯后裝置的伯德圖38圖7-3-9無(wú)源滯后裝置的伯德圖38例7-5設(shè)有單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)，其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為采用相位滯后校正實(shí)現(xiàn)以下給定的性能指標(biāo)：?jiǎn)挝恍逼螺斎霑r(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差，相位裕度，幅值裕度。。

解：

（2）作的伯德圖，找出未校正系統(tǒng)的相位裕度和幅值裕度。（1）按給定的穩(wěn)態(tài)誤差確定開(kāi)環(huán)增益。圖7-3-13藍(lán)線所示是開(kāi)環(huán)頻率特性的伯德圖。由圖可知原系統(tǒng)的剪切頻率，相位裕度為，幅值裕度說(shuō)明系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。39例7-5設(shè)有單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)，其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為采用相位滯圖7-3-10例題7-5系統(tǒng)校正前后的伯德圖

40圖7-3-10例題7-5系統(tǒng)校正前后的伯德圖40（3）在原系統(tǒng)的伯德圖上找出相位裕度為的頻率點(diǎn)，并選這點(diǎn)作為已校正系統(tǒng)的剪切頻率。

（4）確定值，當(dāng)時(shí)，令未校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益為,從而求出串聯(lián)滯后校正裝置的系數(shù)。41（3）在原系統(tǒng)的伯德圖上找出相位裕度為的頻率相位滯后校正環(huán)節(jié)的頻率特性為已校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為（5）確定相位滯后校正環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率。選定

則42相位滯后校正環(huán)節(jié)的頻率特性為已校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為（圖7-3-11系統(tǒng)校正前后的伯德圖43圖7-3-11系統(tǒng)校正前后的伯德圖43例7-6設(shè)控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為試設(shè)計(jì)一串聯(lián)校正裝置，使校正后系統(tǒng)的相位裕度不小于，

幅值裕度不低于，剪切頻率大于。解：作校正前系統(tǒng)的頻率特性>>num=8;den=[0.125,0.75,1,0][gm,pm,wcg,wcp]=margin(num,den)[gm,pm,wcg,wcp]margin(num,den)ans=0.7500-7.51562.82843.251844例7-6設(shè)控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為試設(shè)計(jì)一串聯(lián)校正裝置，圖7-3-12校正前后系統(tǒng)的伯德圖45圖7-3-12校正前后系統(tǒng)的伯德圖45四、相位滯后-超前校正超前校正的效果是使系統(tǒng)帶寬增加,提高時(shí)間響應(yīng)速率，但對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差影響較?。粶笮Ｕ齽t可以提高穩(wěn)態(tài)性能，但使系統(tǒng)帶寬減小，時(shí)間響應(yīng)減慢。采用滯后-超前校正環(huán)節(jié)，則可以同時(shí)改善系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)精度。

例7-7設(shè)待校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為要求設(shè)計(jì)校正裝置，使系統(tǒng)滿足下列性能指標(biāo)：在斜坡輸入信號(hào)作用下，位置滯后誤差不超過(guò)，相位裕度為

，幅值裕度，動(dòng)態(tài)過(guò)程調(diào)節(jié)時(shí)間。46四、相位滯后-超前校正超前校正的效果是使系統(tǒng)帶寬增加解：

(1)首先根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能要求確定開(kāi)環(huán)增益。對(duì)于Ⅰ型系統(tǒng)(2)畫出原系統(tǒng)的伯德圖。作的對(duì)數(shù)幅頻漸近線，如圖7-3-13中的虛線所示。由圖得待校正系統(tǒng)不穩(wěn)定。

由題因此47解：(1)首先根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能要求確定開(kāi)環(huán)增益。對(duì)于Ⅰ已校正系統(tǒng)的頻率特性為考慮到校正裝置的頻率特性則48已校正系統(tǒng)的頻率特性為考慮到校正裝置的頻率特性則48校正裝置的傳遞函數(shù)

已校正系統(tǒng)的傳遞函數(shù)最后，用計(jì)算的方法驗(yàn)算已校正系統(tǒng)的相位裕度和幅值裕度指標(biāo)，求得，，完全滿足性能指標(biāo)要求。49校正裝置的傳遞函數(shù)已校正系統(tǒng)的傳遞函數(shù)最后，圖7-3-13系統(tǒng)的伯德圖

50圖7-3-13系統(tǒng)的伯德圖50第四節(jié)PID校正器的設(shè)計(jì)相位超前環(huán)節(jié)、滯后環(huán)節(jié)及相位滯后-超前環(huán)節(jié)都是由電阻和電容組成的網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)稱為無(wú)源校正環(huán)節(jié)。這類校正環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是本身沒(méi)有放大作用，而且輸入阻抗低，輸出阻抗高。當(dāng)系統(tǒng)要求較高時(shí)，常常采用有源校正環(huán)節(jié)。有源校正環(huán)節(jié)被廣泛地應(yīng)用于工程控制系統(tǒng)中，常常被稱為調(diào)節(jié)器。其中，按偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制的PID調(diào)節(jié)器（PIDController）是應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)器。PID調(diào)節(jié)器已經(jīng)形成了典型結(jié)構(gòu)，其參數(shù)整定方便，結(jié)構(gòu)改變靈活，在許多工業(yè)過(guò)程控制中獲得了良好的效果。對(duì)于那些數(shù)學(xué)模型不易求的、參數(shù)變化較大的被控對(duì)象，采用PID調(diào)節(jié)器也往往能得到滿意的控制效果。

51第四節(jié)PID校正器的設(shè)計(jì)相位超前環(huán)節(jié)、滯后環(huán)節(jié)及二、PID調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)主要介紹如何用希望特性確定有源校正網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。1.二階系統(tǒng)最優(yōu)模型閉環(huán)傳遞函數(shù)為一、PID校正環(huán)節(jié)PID控制規(guī)律可用有源校正環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，它由運(yùn)算放大器和RC網(wǎng)絡(luò)組成。

圖7-4-1二階系統(tǒng)最優(yōu)模型伯德圖52二、PID調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)主要介紹如何用希望特性確定有源校正網(wǎng)絡(luò)的故的阻尼比稱為工程最佳阻尼系數(shù)。此時(shí)轉(zhuǎn)折頻率要保證常取當(dāng)阻尼比時(shí)，超調(diào)量

調(diào)節(jié)時(shí)間。

53故的阻尼比稱為工程最佳阻尼系數(shù)。此時(shí)轉(zhuǎn)折頻率要保證常取當(dāng)阻尼2.高階系統(tǒng)最優(yōu)模型圖7-4-2三階系統(tǒng)最優(yōu)模型伯德圖542.高階系統(tǒng)最優(yōu)模型圖7-4-2三階系統(tǒng)最優(yōu)例7-8某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為相位裕度。試設(shè)計(jì)有源串聯(lián)校正裝置，使系統(tǒng)的速度誤差系數(shù)幅值穿越頻率解：未校正系統(tǒng)為Ⅰ型系統(tǒng)，所以

按設(shè)計(jì)要求取做未校正系統(tǒng)的伯德圖，如圖7-4-3所示。55例7-8某單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為相位裕度可得圖7-4-3PD校正伯德圖校正后校正環(huán)節(jié)未校正56可得圖7-4-3PD校正伯德圖校正后校正環(huán)節(jié)未校正56確定校正裝置圖7-4-4PD校正環(huán)節(jié)選最優(yōu)二階模型為希望的頻率特性。為使原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)未校正部分的高頻段小慣性環(huán)節(jié)作等效處理，即57確定校正裝置圖7-4-4PD校正環(huán)節(jié)選最優(yōu)二階模未校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為已知PD校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為令

58未校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為已知PD校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為令5由圖7-4-3可知，校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)根據(jù)性能要求選校正后的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為校正后開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性如圖7-4-3所示。相位裕度由圖7-4-3得校正后的幅值穿越頻率59由圖7-4-3可知，校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)根據(jù)性能要求選校校正后系統(tǒng)速度誤差系數(shù)所以校正后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能均滿足要求。60校正后系統(tǒng)速度誤差系數(shù)所以校正后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能均滿足要圖7-4-4校正前后系統(tǒng)的伯德圖61圖7-4-4校正前后系統(tǒng)的伯德圖61例7-9

設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為

PID調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為，比較校正前、后系統(tǒng)的頻率特性和單位階躍響應(yīng)。解：在MATLAB中用下列命令繪制校正前系統(tǒng)的伯德圖：>>num1=35;den1=[0.00001,0.0031,0.215,1,0][mag1,phs1,w]=bode(num1,den1)margin(mag1,phs1,w)62例7-9設(shè)單位反饋控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為PID調(diào)節(jié)器圖7-4-6校正前系統(tǒng)的伯德圖63圖7-4-6校正前系統(tǒng)的伯德圖63校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為求系統(tǒng)校正后的伯德圖如下：>>num3=[7,105,350];den3=[0.00001,0.0031,0.215,1,0,0];[mag3,phase3,w]=bode(num3,den3);margin(mag3,phase3,w)校正后系統(tǒng)的相位裕度為PID調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)

64校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為求系統(tǒng)校正后的伯德圖如下：>>nu圖7-4-7校正后系統(tǒng)的伯德圖65圖7-4-7校正后系統(tǒng)的伯德圖65求校正前、后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)可執(zhí)行以下命令t=[0:0.02:5];[numc1,denc1]=cloop(num1,den1);y1=step(numc1,denc1,t);[numc3,denc3]=cloop(num3,den3);y3=step(numc3,denc3,t)plot(t,[y1y3]),grid圖7-4-8校正前、后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)66求校正前、后系統(tǒng)的單位階躍t=[0:0.02:5];圖7-4謝謝！67謝謝！67主要內(nèi)容第一節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校正的概述第二節(jié)常用校正裝置及其特性第三節(jié)串聯(lián)校正第四節(jié)PID校正器的設(shè)計(jì)68主要內(nèi)容第一節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校正的概述1第一節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校正概述1、系統(tǒng)的分析:

給定了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù),采用時(shí)域分析法或根軌跡法或頻域分析法,通過(guò)計(jì)算或作圖求得系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的性能。2、系統(tǒng)的綜合與校正：

系統(tǒng)除了穩(wěn)定外，還必須按照給定的性能指標(biāo)進(jìn)行工作。若系統(tǒng)不能全面的滿足所要求的性能指標(biāo)，則要對(duì)原系統(tǒng)增加一些必要的環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)能夠全面滿足所要求的性能指標(biāo)。從邏輯上講，系統(tǒng)的綜合與校正是系統(tǒng)分析的逆問(wèn)題。一、設(shè)計(jì)與校正的概念69第一節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校正概述1、系統(tǒng)的分析:給定了控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)時(shí)域性能指標(biāo)頻域性能指標(biāo)瞬態(tài)性能指標(biāo)穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)控制器原系統(tǒng)原系統(tǒng)控制對(duì)象校正裝置校正系統(tǒng)圖7-1-1系統(tǒng)的綜合與校正示意圖70系統(tǒng)的性能指標(biāo)時(shí)域性能指標(biāo)頻域性能指標(biāo)瞬態(tài)性能指標(biāo)穩(wěn)態(tài)性能指二、校正的基本方式串聯(lián)校正反饋校正復(fù)合校正校正裝置一般接在系統(tǒng)的前向通道中。

校正裝置反并接在前向通道中的一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)兩端，形成局部反饋回路。

校正裝置傳遞函數(shù)圖7-1-2串聯(lián)校正反饋控制回路中，加入前饋校正通路。圖7-1-3反饋校正校正裝置傳遞函數(shù)71二、校正的基本方式串聯(lián)校正反饋校正復(fù)合校正校正裝置一般接在系圖7-1-4復(fù)合校正(a)圖7-1-4復(fù)合校正(b)72圖7-1-4復(fù)合校正(a)圖7-1-4復(fù)合校正(b)5三、線性系統(tǒng)的基本控制規(guī)律1.比例（P）控制規(guī)律圖7-1-5P控制器控制器的輸出信號(hào)成比例的反映輸入信號(hào)，其傳遞關(guān)系可表示為比例系數(shù)73三、線性系統(tǒng)的基本控制規(guī)律1.比例（P）控制規(guī)律圖7-1-2.比例—微分（PD）控制規(guī)律圖7-1-6PD控制器其輸入輸出關(guān)系為PD控制器的微分作用能反應(yīng)輸入信號(hào)的變化趨勢(shì)，即可產(chǎn)生早期修正信號(hào)，以增加系統(tǒng)的阻尼程度，從而改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。比例系數(shù)可調(diào)微分時(shí)間常數(shù)可調(diào)742.比例—微分（PD）控制規(guī)律圖7-1-6PD控制器其例7-1比例-微分控制系統(tǒng)如圖7-1-7所示，試分析PD控制器對(duì)系統(tǒng)性能的影響。解：

當(dāng)無(wú)PD控制器時(shí)，系統(tǒng)的特征方程為該二階系統(tǒng)的阻尼比為零，階躍響應(yīng)為等幅振蕩，系統(tǒng)為臨界穩(wěn)定。加入PD控制器后，系統(tǒng)的特征方程為此時(shí)，系統(tǒng)的阻尼比，系統(tǒng)穩(wěn)定，且阻尼比的大小可通過(guò)改變參數(shù)和來(lái)調(diào)整。

圖7-1-7比例-微分控制系統(tǒng)75例7-1比例-微分控制系統(tǒng)如圖7-1-7所示，試分析PD控3.積分（I）控制規(guī)律圖7-1-8I控制器其輸入-輸出關(guān)系為在串聯(lián)校正中，積分控制器可使原系統(tǒng)的型號(hào)提高（無(wú)差度增加），提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。但積分控制使系統(tǒng)增加了一個(gè)在原點(diǎn)的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，使信號(hào)產(chǎn)生的相位滯后，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性不利。因此，I控制器一般不宜單獨(dú)使用。比例系數(shù)可調(diào)763.積分（I）控制規(guī)律圖7-1-8I控制器其輸入-輸出4.比例—積分（PI）控制規(guī)律圖7-1-9PI控制器其輸入-輸出關(guān)系為PI控制器主要用來(lái)改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。

774.比例—積分（PI）控制規(guī)律圖7-1-9PI控制器其輸例7-2設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞為為改善系統(tǒng)的性能，在前向通道加入PI控制器，如圖7-1-10所示。試分析PI控制器在改善系統(tǒng)性能方面起的作用。圖7-1-10比例-積分控制系統(tǒng)加入PI控制器后，系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為解：78例7-2設(shè)單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞為為改善系統(tǒng)的性能，在前可見(jiàn)，系統(tǒng)由原來(lái)的Ⅰ型系統(tǒng)變?yōu)棰蛐拖到y(tǒng)，故對(duì)于斜坡輸入信號(hào)，原系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為，加入PI控制器后，穩(wěn)態(tài)誤差為零?？梢?jiàn)，PI控制器提高了系統(tǒng)的控制精度，改善了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。采用PI控制器后，系統(tǒng)的特征方程為

由勞斯判據(jù)知，只要滿足，就可滿足系統(tǒng)穩(wěn)定的條件。79可見(jiàn)，系統(tǒng)由原來(lái)的Ⅰ型系統(tǒng)變?yōu)棰蛐拖到y(tǒng)，故對(duì)于斜坡輸5.比例—積分—微分（PID）控制規(guī)律圖7-1-10PID控制器其輸入-輸出關(guān)系為

在工業(yè)控制系統(tǒng)中，廣泛使用PID，可以在提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的同時(shí)，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。805.比例—積分—微分（PID）控制規(guī)律圖7-1-10P第二節(jié)常用校正裝置及其特性

校正裝置可以是電氣的，也可以是機(jī)械的﹑氣動(dòng)的及液壓的等。由于電氣元件具有體積小﹑質(zhì)量輕﹑調(diào)整方便等特點(diǎn)，在工業(yè)控制系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。本節(jié)將主要介紹常用的無(wú)源校正裝置及其特性。一、無(wú)源校正裝置1.無(wú)相移校正裝置（比例控制器）圖7-2-1分壓器電路傳遞函數(shù)為比例系數(shù)81第二節(jié)常用校正裝置及其特性校正裝置可2.相位超前校正裝置圖7-2-2無(wú)源超前裝置傳遞函數(shù)為其中822.相位超前校正裝置圖7-2-2無(wú)源超前裝置傳遞函數(shù)為其圖7-2-3超前裝置零、極點(diǎn)在s平面上的分布圖7-2-4超前裝置的極坐標(biāo)圖圖7-2-5超前裝置的曲線83圖7-2-3超前裝置零、極點(diǎn)在s平面上的分布圖7-2-4圖7-2-6無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò)的伯德圖84圖7-2-6無(wú)源超前網(wǎng)絡(luò)的伯德圖173.滯后校正裝置圖7-2-7無(wú)源滯后校正裝置傳遞函數(shù)為其中頻率特性最大滯后相角853.滯后校正裝置圖7-2-7無(wú)源滯后校正裝置傳遞函數(shù)為其中圖7-2-8超前裝置零、極點(diǎn)在s平面上的分布圖7-2-9滯后裝置的極坐標(biāo)圖186圖7-2-8超前裝置零、極點(diǎn)圖7-2-9滯圖7-2-10無(wú)源滯后裝置的伯德圖87圖7-2-10無(wú)源滯后裝置的伯德圖204.滯后-超前裝置傳遞函數(shù)為式中

且

圖7-2-11無(wú)源滯后-超前裝置且滯后部分超前部分884.滯后-超前裝置傳遞函數(shù)為式中且圖7-2-11無(wú)源圖7-2-12滯后-超前裝置的伯德圖89圖7-2-12滯后-超前裝置的伯德圖22二、有源校正裝置圖7-2-13有源校正裝置常用的有源校正裝置由運(yùn)算放大器和阻容元件構(gòu)成，根據(jù)連接方式的不同，可分為P控制器、PI控制器、PD控制器、PID控制器等。圖中,放大器具有放大系數(shù)大,輸入阻抗高的特點(diǎn)。通常在分析它的傳輸特性時(shí),都假設(shè)放大系數(shù),輸入電流為零,則運(yùn)算放大器的傳遞函數(shù)為

在組成負(fù)反饋線路時(shí),一般都由反相端輸入,式中的負(fù)號(hào)表示輸入和輸出的極性相反。改變和就可得到不同的傳遞函數(shù),放大器的性能也不同。90二、有源校正裝置圖7-2-13有源校正裝置常用的有第三節(jié)串聯(lián)校正串聯(lián)校正按校正環(huán)節(jié)性能可分為：增益調(diào)整、相位超前校正、相位滯后校正和相位滯后－超前校正。

一、控制系統(tǒng)的增益校正

要求改變?cè)鲆?使系統(tǒng)具有的相位裕度。

例7-3圖7-3-1為一位置控制系統(tǒng)的伯德圖。系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為

91第三節(jié)串聯(lián)校正串聯(lián)校正按校正環(huán)節(jié)性能可分為①②

圖7-3-1例7-3校正前后的伯德圖92①②圖7-3-1例7-3校正前后的伯德圖25首先，做出系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖7-3-1。

解：校正后系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為由相頻特性曲線可知,在處該系統(tǒng)的相位角為。

系統(tǒng)未校正前

因此如果能使，相當(dāng)于將原系統(tǒng)的增益減小了1/18倍，就能滿足的要求。

由圖①的曲線可知，校正前系統(tǒng)的幅值穿越頻率，系統(tǒng)的相位裕度

。93首先，做出系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖7-3-1。解：校正后圖7-3-294圖7-3-227二、相位超前校正圖7-3-3RC超前網(wǎng)絡(luò)超前校正的基本原理就是利用超前校正裝置的相位超前特性去增大系統(tǒng)的相位裕度，以改善系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)。用頻率特性法設(shè)計(jì)無(wú)源超前裝置的步驟如下：

（3）計(jì)算超前裝置的參數(shù)和。成立的條件是（1）根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求，確定開(kāi)環(huán)增益。（2）畫出待校正系統(tǒng)的伯德圖，確定待校正系統(tǒng)的剪切頻率、相位裕度和幅值裕度。（4）驗(yàn)算已校正系統(tǒng)的相位裕度

95二、相位超前校正圖7-3-3RC超前網(wǎng)絡(luò)超前校正的

例7-4圖7-3-4為單位反饋控制系統(tǒng)，給定的性能指標(biāo)：?jiǎn)挝恍逼螺斎霑r(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差，相位量，幅值裕量。圖7-3-4控制系統(tǒng)方塊圖96例7-4圖7-3-4為單位反饋控制系統(tǒng)，給定的性能(1)首先根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差確定開(kāi)環(huán)增益，因?yàn)槭洽裥拖到y(tǒng)，所以

(2)作開(kāi)環(huán)頻率特性的伯德圖如圖7-3-5，并找出未校正前系統(tǒng)的相位裕量和幅值裕量。校正前的相位裕度為解：(3)確定在系統(tǒng)上需要增加的相位超前角97(1)首先根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差確定開(kāi)環(huán)增益，因?yàn)槭洽裥拖到y(tǒng)，圖7-3-5校正前系統(tǒng)的伯德圖98圖7-3-5校正前系統(tǒng)的伯德圖31(4)確定系數(shù):校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為

驗(yàn)證：則99(4)確定系數(shù):校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為驗(yàn)證：則3圖7-3-6校正后系統(tǒng)的伯德圖100圖7-3-6校正后系統(tǒng)的伯德圖33圖7-3-7101圖7-3-734圖7-3-8校正后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線102圖7-3-8校正后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線35三、相位滯后校正串聯(lián)滯后校正裝置的作用有二，其一是提高系統(tǒng)低頻響應(yīng)的增益，減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，同時(shí)基本保持系統(tǒng)的暫態(tài)性能不變。其二是滯后校正裝置的低通濾波特性，將使系統(tǒng)高頻響應(yīng)的增益衰減，降低系統(tǒng)的剪切頻率，提高系統(tǒng)的相位穩(wěn)定裕度，以改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性和某些暫態(tài)性能。用頻率特性法設(shè)計(jì)無(wú)源超前裝置的步驟如下：

（1）根據(jù)給定的穩(wěn)態(tài)性能要求確定系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益。（2）畫出待校正系統(tǒng)的伯德圖，確定待校正系統(tǒng)的剪切頻率、相位裕度和幅值裕度。（3）求出未校正系統(tǒng)伯德圖上的相位裕度為處的剪切頻率。103三、相位滯后校正串聯(lián)滯后校正裝置的作用有二，（4）令未校正的系統(tǒng)的伯德圖在處的增益等于，由此確定滯后裝置的值。（5）確定滯后校正裝置的轉(zhuǎn)折頻率

（6）畫出校正后系統(tǒng)的伯德圖，校驗(yàn)其相位裕度。

（7）必要時(shí)檢驗(yàn)其它性能指標(biāo)，若不能滿足要求，可重新選定值。但值不宜選取過(guò)大，只要滿足要求即可，以免校正裝置中電容太大，難以實(shí)現(xiàn)。

104（4）令未校正的系統(tǒng)的伯德圖在處的增益等于圖7-3-9無(wú)源滯后裝置的伯德圖105圖7-3-9無(wú)源滯后裝置的伯德圖38例7-5設(shè)有單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)，其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為采用相位滯后校正實(shí)現(xiàn)以下給定的性能指標(biāo)：?jiǎn)挝恍逼螺斎霑r(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差，相位裕度，幅值裕度。。

解：

（2）作的伯德圖，找出未校正系統(tǒng)的相位裕度和幅值裕度。（1）按給定的穩(wěn)態(tài)誤差確定開(kāi)環(huán)增益。圖7-3-13藍(lán)線所示是開(kāi)環(huán)頻率特性的伯德圖。由圖可知原系統(tǒng)的剪切頻率，相位裕度為，幅值裕度說(shuō)明系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。106例7-5設(shè)有單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)，其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為采用相位滯圖7-3-10例題7-5系統(tǒng)校正前后的伯德圖

107圖7-3-10例題7-5系統(tǒng)校正前后的伯德圖40（3）在原系統(tǒng)的伯德圖上找出相位裕度為的頻率點(diǎn)，并選這點(diǎn)作為已校正系統(tǒng)的剪切頻率。

（4）確定值，當(dāng)時(shí)，令未校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益為,從而求出串聯(lián)滯后校正裝置的系數(shù)。108（3）在原系統(tǒng)的伯德圖上找出相位裕度為的頻率相位滯后校正環(huán)節(jié)的頻率特性為已校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為（5）確定相位滯后校正環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率。選定

則109相位滯后校正環(huán)節(jié)的頻率特性為已校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為（圖7-3-11系統(tǒng)校正前后的伯德圖110圖7-3-11系統(tǒng)校正前后的伯德圖43例7-6設(shè)控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為試設(shè)計(jì)一串聯(lián)校正裝置，使校正后系統(tǒng)的相位裕度不小于，

幅值裕度不低于，剪切頻率大于。解：作校正前系統(tǒng)的頻率特性>>num=8;den=[0.125,0.75,1,0][gm,pm,wcg,wcp]=margin(num,den)[gm,pm,wcg,wcp]margin(num,den)ans=0.7500-7.51562.82843.2518111例7-6設(shè)控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為試設(shè)計(jì)一串聯(lián)校正裝置，圖7-3-12校正前后系統(tǒng)的伯德圖112圖7-3-12校正前后系統(tǒng)的伯德圖45四、相位滯后-超前校正超前校正的效果是使系統(tǒng)帶寬增加,提高時(shí)間響應(yīng)速率，但對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差影響較?。粶笮Ｕ齽t可以提高穩(wěn)態(tài)性能，但使系統(tǒng)帶寬減小，時(shí)間響應(yīng)減慢。采用滯后-超前校正環(huán)節(jié)，則可以同時(shí)改善系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)精度。

例7-7設(shè)待校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為要求設(shè)計(jì)校正裝置，使系統(tǒng)滿足下列性能指標(biāo)：在斜坡輸入信號(hào)作用下，位置滯后誤差不超過(guò)，相位裕度為

，幅值裕度，動(dòng)態(tài)過(guò)程調(diào)節(jié)時(shí)間。113四、相位滯后-超前校正超前校正的效果是使系統(tǒng)帶寬增加解：

(1)首先根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能要求確定開(kāi)環(huán)增益。對(duì)于Ⅰ型系統(tǒng)(2)畫出原系統(tǒng)的伯德圖。作的對(duì)數(shù)幅頻漸近線，如圖7-3-13中的虛線所示。由圖得待校正系統(tǒng)不穩(wěn)定。

由題因此114解：(1)首先根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能要求確定開(kāi)環(huán)增益。對(duì)于Ⅰ已校正系統(tǒng)的頻率特性為考慮到校正裝置的頻率特性則115已校正系統(tǒng)的頻率特性為考慮到校正裝置的頻率特性則48校正裝置的傳遞函數(shù)

已校正系統(tǒng)的傳遞函數(shù)最后，用計(jì)算的方法驗(yàn)算已校正系統(tǒng)的相位裕度和幅值裕度指標(biāo)，求得，，完全滿足性能指標(biāo)要求。116校正裝置的傳遞函數(shù)已校正系統(tǒng)的傳遞函數(shù)最后，圖7-3-13系統(tǒng)的伯德圖

117圖7-3-13系統(tǒng)的伯德圖50第四節(jié)PID校正器的設(shè)計(jì)相位超前環(huán)節(jié)、滯后環(huán)節(jié)及相位滯后-超前環(huán)節(jié)都是由電阻和電容組成的網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)稱為無(wú)源校正環(huán)節(jié)。這類校正環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是本身沒(méi)有放大作用，而且輸入阻抗低，輸出阻抗高。當(dāng)系統(tǒng)要求較高時(shí)，常常采用有源校正環(huán)節(jié)。有源校正環(huán)節(jié)被廣泛地應(yīng)用于工程控制系統(tǒng)中，常常被稱為調(diào)節(jié)器。其中，按偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制的PID調(diào)節(jié)器（PIDController）是應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)器。PID調(diào)節(jié)器已經(jīng)形成了典型結(jié)構(gòu)，其參數(shù)整定方便，結(jié)構(gòu)改變靈活，在許多工業(yè)過(guò)程控制中獲得了良好的效果。對(duì)于那些數(shù)學(xué)模型不易求的、參數(shù)變化較大的被控對(duì)象，采用PID調(diào)節(jié)器也往往能得到滿意的控制效果。