[高等教育]自動(dòng)控制原理課件第五章線性系統(tǒng)的(編輯修改稿)
2025-02-15 19:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差）。 – 但其具有致命的缺點(diǎn) —— 有 穩(wěn)態(tài)偏差且降低相對(duì)穩(wěn)定性甚至使系統(tǒng)不穩(wěn)定 。 當(dāng)擾動(dòng)發(fā)生后，經(jīng)過(guò)比例控制，系統(tǒng)雖然能達(dá)到新的穩(wěn)定，但是永遠(yuǎn)回不到原來(lái)的給定值上。也就是說(shuō)，新的平衡值相對(duì)于原來(lái)地平衡值有一差值。 由第四章可知，比例控制使得穩(wěn)定裕度減小，甚至小于 0 。 16 積分 (I)控制 ? 積分作用： ?? tideTtu 0 )(1)( ?? 優(yōu)缺點(diǎn) ? 前向通道上 提高控制系統(tǒng)的型別 ，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。 ? 積分作用在控制中會(huì)造成過(guò)調(diào)現(xiàn)象，乃至引起被控參數(shù)的振蕩。因?yàn)?u(t)的大小及方向，只決定于偏差 e(t)的大小及方向，而不考慮其變化速度的大小及方向。 ? 積分作用滯后 90度，對(duì)穩(wěn)定性不利 ；且調(diào)節(jié)緩慢，不及時(shí)。 ( ) 1() iUsE s T s?傳 遞 函 數(shù) 為iT定義： 為 “ 積分時(shí)間常數(shù) ” 。 17 比例積分 (PI)控制 在前向通道上，相當(dāng)于系統(tǒng)增加了一個(gè)位于原點(diǎn)的極點(diǎn)，和一個(gè) s左半平面的零點(diǎn)，該零點(diǎn)可以抵消極點(diǎn)所產(chǎn)生的相位滯后，以緩和積分環(huán)節(jié)帶來(lái)的對(duì)穩(wěn)定性不利的影響。 比例積分作用是比例作用和積分作用的綜合 01( ) ( ) ( ) ,tpiu t K e t e dT ?????? ???? ?1( ) 1 ( )piU s K E sTs????????+ (t) r ) 1 1 ( s T K i p ? ) ( t y ) ( t u e(t) s T e K C s C ? ? 1 ? 18 ? 積分控制器的階躍響應(yīng)特性： iTeKc比例作用t)( tut比例積分作用)( te 在單位階躍偏差輸入條件下，每過(guò)一個(gè)積分時(shí)間常數(shù)時(shí)間 ，積分項(xiàng)產(chǎn)生一個(gè)比例作用的效果。以此來(lái)測(cè)量 的大小。 iTiT比例積分作用主要用來(lái)改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能 19 微分 (D)控制 ? 微分作用： – 微分作用是 根據(jù)偏差變化的速度大小來(lái)修正控制 ?？煞Q為 “ 超前 ” 控制作用，能有效地改善容積滯后比較大的被控對(duì)象的控制質(zhì)量。 – 微分作用總是阻止被控參數(shù)的任何變化。 – 適當(dāng)?shù)丶尤胛⒎挚刂疲?可有效抑制振蕩、提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 – 實(shí)際中的微分控制由比例作用和近似微分作用組成。 dtedTud???20 比例微分 (PD)控制 比例微分作用是比例作用和微分作用的綜合 + (t) r ) 1 ( s T K d p ? ) ( t y ) ( t u e(t) s T e K C s C ? ? 1 ? ()( ) ( )pdd e tu t K e t Tdt????????? ?( ) 1 ( )pdU s K T s E s??21 ? 微分控制器的階躍響應(yīng)特性 dTdtdeTd比例作用t)( tut比例微分作用)( te斜坡輸入 在斜坡輸入條件下，要達(dá)到同樣的 u(t)， PD作用要比單純 P作用快，提前的時(shí)間就是 Td。 22 例：如下圖所示，當(dāng) Td為 0和不為 0時(shí)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)有何區(qū)別？ + (t) r ) 1 ( s
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