pid控制經(jīng)典培訓(xùn)教程-文庫(kù)吧
2025-07-10 20:46 本頁(yè)面
【正文】 用很容易放大高頻噪聲,降低系統(tǒng)的信噪比,從而使系統(tǒng)抑制干擾的能力下降。思考題：如圖所示，指出系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)PID控制。
167。 2 PID控制器頻率分析 PID控制器是實(shí)際工業(yè)控制過(guò)程中應(yīng)用最廣泛、最成功的一種控制方法。167。 PID控制器基本結(jié)構(gòu)PID：Proportional Integral DerivativePID控制：對(duì)偏差信號(hào)e(t)進(jìn)行比例、積分和微分運(yùn)算變換后形成的一種控制規(guī)律。“利用偏差、消除偏差”yryoeuPIDG（S）
PID控制器的輸入輸出關(guān)系為：de(t)t∫u(t) = KPe(t)+ KI e(t)dt + KDdt0相應(yīng)的傳遞函數(shù)為：G(s) = U(s) = K + KIs + KDsPE(s)在很多情形下，PID 控制并不一定需要全部的三項(xiàng)控制作用，而是可以方便靈活地改變控制策略，實(shí)施P、PI、PD或PID 控制。
P（比例）控制R2R1+ui(t)uo(t)Gc(s) = Uo(s) R2=? KPUi(s) R2
P控制對(duì)系統(tǒng)性能的影響：Kp1時(shí)：，穩(wěn)態(tài)誤差減小；，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間縮短；。Kp1時(shí)：與Kp1時(shí)，對(duì)系統(tǒng)性能的影響正好相反。
I（積分）控制CR+ui(t)uo(t)Gc(s) = Uo(s) 1 1= ?Ui(s) RCS TS
積分控制可以增強(qiáng)系統(tǒng)抗高頻干擾能力。故可相應(yīng)增加開(kāi)環(huán)增益，從而減少穩(wěn)態(tài)誤差。但純積分環(huán)節(jié)會(huì)帶來(lái)相角滯后，減少了系統(tǒng)相角裕度，通常不單獨(dú)使用。9001800
D（微分）控制RC+ui(t)uo(t)Gc(s) = Uo(s) = RCS ? TSUi(s)
微分控制可以增大截止頻率和相角裕度，減小超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間，提高系統(tǒng)的快速性和平穩(wěn)性。但單純微分控制會(huì)放大高頻擾動(dòng)，通常不單獨(dú)使用。9009001800
167。 PD（比例微分）控制器PD控制器的輸入輸出關(guān)系為：u(t) = KPe(t)+ KD de(t)dt相應(yīng)的傳遞函數(shù)為：G(s) = U(s)E(s)= KP + KDs = KP(1+ s )wdKPKDwd =
L(w)(dB)+20dB/dec0控制器的wd20lgKP?(w)圖90o45oo0
PD對(duì)系統(tǒng)性能的改善
PD控制的特點(diǎn)（類(lèi)似于超前校正）：增加系統(tǒng)的頻寬，降低調(diào)節(jié)時(shí)間；改善系統(tǒng)的相位裕度，降低系統(tǒng)的超調(diào)量；增大系統(tǒng)阻尼，改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性；增加了系統(tǒng)的高頻干擾；PD控制的應(yīng)用：依據(jù)性能指標(biāo)要求和一定的設(shè)計(jì)原則求解或試湊參數(shù)。
例：PD控制系統(tǒng)如圖
167。 PI（比例積分）控制器PI控制器的輸入輸出關(guān)系為：t∫u(t) = KPe(t)+ KI e(t)dt0相應(yīng)的傳遞函數(shù)為：KI (1+ s )U(s)KIswIG(s) = = KP +E(s)=swI = KIKP
L(w)(dB)PI控制器的Bode圖200wI 20lgKP?(w)0o45o90o
PI控制的特點(diǎn)（類(lèi)似于滯后校正） ：提高系統(tǒng)的型別，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；增加了系統(tǒng)的抗高頻干擾的能力；增加了相位滯后；降低了系統(tǒng)的頻寬，調(diào)節(jié)時(shí)間增大；PI控制的應(yīng)用：依據(jù)性能指標(biāo)要求和一定的設(shè)計(jì)原則求解或試湊參數(shù)。
例：PI控制系統(tǒng)如圖
167。 PID（比例積分微分）控制器PID控制器的輸入輸出關(guān)系為：de(t)t∫u(t) = KPe(t)+ KI e(t)dt + KDdt0PID控制器的傳遞函數(shù)為：G(s) = = KP + KI + = +U(s)K s (1 KD S)(KP2+ KI2 )DE(s)ss1PID控制的應(yīng)用：依據(jù)性能指標(biāo)要求和一定的設(shè)計(jì)原則求解或試湊參數(shù)。
思考題：完全用硬件能夠?qū)崿F(xiàn)PID控制嗎？
167。3數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計(jì)167。31 數(shù)字PID控制算法167。 311 DDC系統(tǒng)的組成原理給定值被控變量輸出通道 D/A輸入通道 A/D計(jì)算機(jī)廣義對(duì)象y輸入通
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