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,引入积分环节,可以提到系统型别,使得系统可以跟踪更高阶次的输入信号,以消除稳态误差。
8、比例积分(PI)控制规律:在保证系统稳定的前提下,引入PI控制器可以提高它的稳态控制质量,消除其稳态误差。(TI为积分时间常数)
积分调节可以消除静差,但有滞后现象,比例调节没有滞后现象,但存在静差。
PI调节就是综合P、I两种调节的优点,利用P调节快速抵消干扰的影响,同时利用I调节消除残差。9、比例积分微分(PID)控制规律:除了积分环节提高了系统型别,微分环节提高了系统的动态性能。
观察PID的公式可以发现:Kp乘以误差et,用以消除当前误差;积分项系数Ki乘以误差et的积分,用于消除历史误差积累,可以达到无差调节;微分项系数Kd乘以误差et的微分,用于消除误差变化,也就是保证误差恒定不变。由此可见,P控制是一个调节系统中的核心,用于消除系统的当前误差,
f然后,I控制为了消除P控制余留的静态误差而辅助存在,对于D控制,所占的权重最少,只是为了增强系统稳定性,增加系统阻尼程度,修改PI曲线使得超调更少而辅助存在。10、P控制对系统性能的影响:
开环增益越大,稳态误差减小(无法消除,属于有差调节)过渡时间缩短稳定程度变差11、I控制对系统性能的影响:消除系统稳态误差(能够消除静态误差,属于无差调节)稳定程度变差12、D控制对系统性能的影响:减小超调量减小调节时间(与P控制相比较而言)增强系统稳定性增加系统阻尼程度13、PD控制对系统性能的影响:减小调节时间减小超调量增大系统阻尼,增强系统稳定性增加高频干扰14、PI控制对系统性能的影响:提高系统型别,减少系统稳态误差
f增强系统抗高频干扰能力调节时间增大15、P调节、I调节降低系统稳定性
D调节增强系统稳定性所以PI调节器的P比P调节器的P要小一些,PD调节器的P比P调节器的P要大一些16、位置式PID表达式(数字PID):
P
为第
次输出,e
为第
次偏差值,Ts为系统采用周期,Ti为积分时间常数,Td为微分时间常数17、消除随机干扰的措施:
几个采样时刻的采样值求平均后代替本次的采样值微分项的四点中心差分e
e
33e
13e
216Ts矩形积分改为梯形积
分18、PID调试一般原则
在输出不振荡时,增大比例增益P在输出不振荡时(能消除静态误差就行),减小积分时间常数Ti在输出不振荡时,增大微分时间常数Td
f19、描述比例Kp的性能:比例带。比例带r
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