計算機控制技術課后習題答案(編輯修改稿)
2025-09-01 17:03 本頁面
【文章內容簡介】 也有弱點，其動作過于遲緩，因而在改善靜態(tài)品質的同時，往往使調節(jié)的動態(tài)品質變壞，過渡過程時間加長。積分調節(jié)可以消除靜差，提高控制精度。系數(shù)為微分常數(shù)，越大微分作用越強。微分調節(jié)主要用來加快系統(tǒng)的相應速度，減小超調，克服振蕩，消除系統(tǒng)慣性的影響。？試比較它們的優(yōu)缺點。為了實現(xiàn)微機控制生產過程變量，必須將模擬PID算式離散化，變?yōu)閿?shù)字PID算式，為此，在采樣周期T遠小于信號變化周期時，作如下近似(T足夠小時，如下逼近相當準確，被控過程與連續(xù)系統(tǒng)十分接近)：于是有：u(k)是全量值輸出，每次的輸出值都與執(zhí)行機構的位置(如控制閥門的開度)一一對應，所以稱之為位置型PID算法。在這種位置型控制算法中，由于算式中存在累加項，因此輸出的控制量u(k)不僅與本次偏差有關，還與過去歷次采樣偏差有關，使得u(k)產生大幅度變化，這樣會引起系統(tǒng)沖擊，甚至造成事故。所以實際中當執(zhí)行機構需要的不是控制量的絕對值，而是其增量時，可以采用增量型PID算法。當控制系統(tǒng)中的執(zhí)行器為步進電機、電動調節(jié)閥、多圈電位器等具有保持歷史位置的功能的這類裝置時，一般均采用增量型PID控制算法。與位置算法相比，增量型PID算法有如下優(yōu)點：(1)位置型算式每次輸出與整個過去狀態(tài)有關，計算式中要用到過去偏差的累加值，容易產生較大的累積計算誤差；而在增量型算式中由于消去了積分項，從而可消除調節(jié)器的積分飽和，在精度不足時，計算誤差對控制量的影響較小，容易取得較好的控制效果。(2)為實現(xiàn)手動——自動無擾切換，在切換瞬時，計算機的輸出值應設置為原始閥門開度u0，若采用增量型算法，其輸出對應于閥門位置的變化部分，即算式中不出現(xiàn)u0項，所以易于實現(xiàn)從手動到自動的無擾動切換。(3)采用增量型算法時所用的執(zhí)行器本身都具有寄存作用，所以即使計算機發(fā)生故障，執(zhí)行器仍能保持在原位，不會對生產造成惡劣影響。試寫出相應數(shù)字控制器的位置型和增量型控制算式，設采樣周期T=。則 把T=位置型增量型？ 它是怎樣引起的？如何消除？ 在PID位置式算法中需要偏差信號的累加值，當累加值超出執(zhí)行機構的額定范圍后，執(zhí)行機構的輸出值不再隨控制信號的增加而增加，于是就出現(xiàn)了積分飽和現(xiàn)象。消除方法：1．采用增量式算法；2．采用積分分離式算法。？計算機控制系統(tǒng)框圖如圖4—1所示。圖4—1計算機控制系統(tǒng)框圖由廣義對象的脈沖傳遞函數(shù)可得閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)，可求得控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)。數(shù)字控制器的直接設計步驟如下：(1)根據控制系統(tǒng)的性質指標要求和其它約束條件，確定所需的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)Φ(z)。(2)求廣義對象的脈沖傳遞函數(shù)G(z)。(3)求取數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)。(4)根據D(z)求取控制算法的遞推計算公式。 采樣周期T=1s，采用零階保持器，針對單位速度輸入函數(shù)，設計： (1)最少拍控制器； (2)畫出采樣瞬間數(shù)字控制器的輸出和系統(tǒng)的輸出曲線。(1)最少拍控制器可以寫出系統(tǒng)的廣義對象的脈沖傳遞函數(shù)將T=1S代入，有由于輸入r(t)=t
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