【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ) i n ()()()(2202tetssSsssst???????????? 當(dāng) S0= △ D=10 ssD 10)( ? 階躍輸入，令 R=0輸入； ) i n ()()()(222tetsssssst????????????? t t S0= S0= 2) 假設(shè)輸入△ r=2,噪聲輸入△ D=0； 01101011110)1(111)()(SKSsTSKSSsTKsTKSSsRs?????????? 當(dāng)輸入 ssR 2)( ? 時(shí)： sSss SsRSKSsT SKs ) )()1()( 02 0011 01 ??????? 當(dāng) S0= 時(shí) 2222224 6 5 )(4 6 5 )()(22)2 2 (4 5 3 )()(??????????????????sssssssssss? ∴ ) i n () o s (22)( tetet tt ?? ???? 當(dāng) S0=： 222222)()()(22)()()(??????????????????sssssssssss? ∴ )9 9 i n ()9 9 o s (22)( tetet tt ?? ???? 3）分析調(diào)節(jié)器積分速度 S0對(duì)設(shè)定值階躍響應(yīng)和擾動(dòng)階躍響應(yīng)的印象； 解： S0在干擾系統(tǒng)中， S0↗ 振幅↘ 自振加快； S0 ↘振幅↗自振 減慢； 在定值階躍中：振幅不變，自振與頻率成正比； 47 PID 調(diào)節(jié)器有何特點(diǎn) ?為什么加入微分作用可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能 ? 答： 1) PID 特點(diǎn)： 01()tcDIdeu K e e d t TT d t? ? ?? 比例調(diào)節(jié)器對(duì)于偏差 e 是即時(shí)反應(yīng)的，偏差一旦產(chǎn)生，調(diào)節(jié)器立即產(chǎn)生控制作用，使被控參數(shù)朝著減小偏差的方向變化，控制作用的強(qiáng)弱取決于比例系數(shù) Kc 積分作用可以消除系統(tǒng)靜差，因只要偏差不為零，它將通過(guò)調(diào)節(jié)器的積累作用影響控制量 u 以減小偏差，直至偏差為零，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)。 微分調(diào)節(jié)作用總是力圖減少超調(diào)抑制被控量的振蕩，它有提高控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。當(dāng)用增大 K，來(lái) 減小余差時(shí)，可以通過(guò)增加 TD來(lái)獲得所要求的衰減率，從而全面提高控制質(zhì)量。 2) 微分對(duì)瞬間誤差反映比較大， 有超前作用， 起到提前調(diào)節(jié) ，利用動(dòng)態(tài)作用； 48． 什么是位置式和增量式 PID 數(shù)字控制算法 ?試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn) ? 位置式： 00( ) { ( ) ( ) [ ( ) ( 1 ) ] }( ) ( ) [ ( ) ( 1 ) ] }ks DciIskc I ciT Tu k K e k e i e k e kTTK e k K e i K e k e k??? ? ? ? ?? ? ? ? ??? 增量式： ( ) [ ( ) ( 1 ) ] ( ) [ ( ) 2 ( 1 ) ( 2) ] }c I Du k K e k e k K e k K e k e k e k? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 增量?jī)?yōu)缺點(diǎn)： (1) 由于計(jì)算機(jī)每次只輸出控制增量，即對(duì)應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的變化量，故計(jì)算機(jī)有故障時(shí)影響的范圍較小，從而不會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)過(guò)程。 (2) 手動(dòng) — 自動(dòng)切換時(shí)沖擊小，其原因是由于增量式控制時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角一一對(duì)應(yīng)，設(shè)定手動(dòng)輸出值比較方便。 (3) 增量算式中沒(méi)有累加項(xiàng)，控制增量 Δ u(k)僅與最近幾次的采樣值有關(guān)，較容易通過(guò)加權(quán)處理獲得比較好的控制效果。 41l．已知模擬調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù) 1 c sD s??，若用數(shù)字 PID 算式實(shí)現(xiàn)，試分別寫出相應(yīng)的位置型和增量型 PID 算式，采樣周期Ｔ s＝ 。 解： sKKss ssD Ipc )( ?????? 1 ????IpKK 位置式： ????KiIp ieTKkeKku 0 )()()( ???? Ki iekeku 0 )()(2)( 增量式： )()]1()([)( kTeKkekeKku Ip ????? )()]1()([2)( kekekeku ????? 412．在對(duì)象有精確數(shù)學(xué)模型的情況下， PID 調(diào)節(jié)參數(shù)也可通過(guò)系統(tǒng)綜合的方法予以確定。對(duì)于較簡(jiǎn)單的對(duì)象，通常期望閉環(huán)傳遞函數(shù)為具有阻尼系數(shù) ξ = 的二階環(huán)節(jié) 222() 2 n nnGs ss???? ?? 它有較小的超調(diào)，且當(dāng) n? 較大時(shí)有快速的響應(yīng)。若對(duì)象的傳遞函數(shù)為 31201 2 3() 1 1 1KKKGs T s T s T s??? ? ? ?? ??? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ?? 其中 T1T2，使閉環(huán)系統(tǒng)具有上述 G(S)的形式，在采樣周期為 Ts的情況下，寫出其位置式 PID 控制算式。 解：已知希望的閉環(huán)傳遞函數(shù)： G(s)和被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型 G0(s)。 1) 求控制器： 21 2 320 1 2 3( 1 ) ( 1 ) ( 1 )1 ( )() ( ) 1 ( ) 2ncnT s T s T sGsDs G s G s K K K ss? ?? ? ?? ? ?? ? 令： 1 2 3122nTK K K K???? ∴ 1 2 3 12 3 2 3( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) 1( ) ( )( 1 ) ( 1 )c T s T s T s TsD s K K T T T T ss TS TS s? ? ? ? ??? ? ? ? ????? ?? 2） 結(jié)構(gòu)圖： sK KT 1 T 2 S E ( s ) U ( s ) + + + 111??TssT )( 21 TTK ?U ’ ( s ) 位置式輸出： ski s TkekeTKTTieKkeTTKku )1()()()()()(39。 21021?????? ?? 1( 1 )( ) 39。( )( 1 )TsU s U sTs ?? ? 1( ) ( 1 ) 39。( ) 39。( 1 )sTu k Tu k u k u kTT? ? ? ? ?? 416 已知 DDC 系統(tǒng)如題圖 44 所示。 Gc(z)采用 PI 或 PID 控制算式。給定采樣周期Ts=2min，試用擴(kuò) 充響應(yīng)曲線法，分別求出數(shù)字 PI 和 PID 算式的整定參數(shù)?？刂贫冗x取為 。 解： 由題意延遲時(shí)間 τ = 采樣周期 Ts=2 min。 T1=3 控制度 = 由表 48 PI 控制器 Ts= =(s) Kc= TI= == PID控制器 Kc=T1/τ = TI= = TD= = Gc(z) 零階 保持器 Ts Ts R(s) Y(s) 題圖 44 控制系統(tǒng)方框圖 121?s ?se s 第五章： 55 串級(jí)系統(tǒng)的方框圖如題圖 52 所示，已知各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)如下： 1 1() (3 0 1)(3 1)Gs ss? ?? 2 21() ( 1) (1 0 1)Gs ss? ?? 11 1( ) (1 )cc tD s K TS?? 22()ccD s K? 12( ) ( ) 1H s H s?? 試用穩(wěn) 定邊界法之對(duì)副調(diào)節(jié)器進(jìn)行整定，求得 Kc2， 然后對(duì)主調(diào)節(jié)器進(jìn)行整定，求出主調(diào)節(jié)器參數(shù) kc1 和 T1（設(shè)計(jì)時(shí)干擾 N2=0） 。 題圖 52 解： 2 2 22 22 2 2 2( ) ( )()() ( ) 1 ( ) ( ) ( ) ( 1 ) ( 1 0 1 )ccD s G s KYss R s D s G s H s s s K? ? ? ?? ? ? ? 副控回路特征多項(xiàng)式： 2 3 22 2 239。 ( ) ( 1 ) ( 1 0 1 ) 1 0 2