計算機(jī)控制系統(tǒng)間接設(shè)計法-資料下載頁
2025-01-06 19:34本頁面
【正文】 （ 2）對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能影響：微分環(huán)節(jié)的加入，可以在誤差出現(xiàn)或變化瞬間，按偏差變化的趨向進(jìn)行控制。它能在偏差信號值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減小調(diào)節(jié)時間。 PID參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響分析 試湊法是通過計算機(jī)仿真或?qū)嶋H運行，觀察系統(tǒng)對典型輸入作用的響應(yīng)曲線，根據(jù)各調(diào)節(jié)參數(shù)（ ）對系統(tǒng)響應(yīng)的影響，反復(fù)調(diào)節(jié)試湊，直到滿意為止，從而確定 PID參數(shù)。試湊時，可參考 PID各參數(shù)對控制系統(tǒng)性能的影響趨勢，實行先比例、后積分、再微分的反復(fù)調(diào)整。 試湊法確定 PID控制器參數(shù) ,p I DK T T試湊法確定 PID控制器參數(shù) ① 首先只確定比例系數(shù)，將 由小變大，使系統(tǒng)響應(yīng)曲線略有超調(diào)。此時若系統(tǒng)無穩(wěn)態(tài)誤差或穩(wěn)態(tài)誤差已小到允許范圍內(nèi)，并且認(rèn)為響應(yīng)曲線已屬滿意，那么，只須用比例控制器即可，而最優(yōu)比例系數(shù) 也就相應(yīng)確定了。 pKpK② 若在比例調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差太大，則必須加入積分環(huán)節(jié)。整定時先將第一步所整定的比例系數(shù)略為縮?。ㄈ鐬樵档?），再將積分時間常數(shù)置成一個較大值并連續(xù)減小，使得在保持系統(tǒng)動態(tài)性能的前提下消除穩(wěn)態(tài)誤差。這一步驟可反復(fù)進(jìn)行，即根據(jù)響應(yīng)曲線的好壞反復(fù)改變比例系數(shù)與積分時間常數(shù)，以期得到滿意的結(jié)果。 試湊法確定 PID控制器參數(shù) ③ 若使用 PI控制器消除了穩(wěn)態(tài)誤差，但系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)經(jīng)反復(fù)調(diào)整后仍不能令人滿意，則可以加入微分環(huán)節(jié)，構(gòu)成 PID控制器。在整定時，先將微分時間常數(shù)設(shè)定為零，再逐步增加 并同時進(jìn)行前面①、②兩步的調(diào)整。如此逐步湊試，以獲得滿意的調(diào)節(jié)效果和控制參數(shù)。 試湊法確定 PID控制器參數(shù) DT工程算法確定 PID參數(shù) 擴(kuò)充臨界比例度法 使用該方法整定數(shù)字 PID控制器參數(shù)的步驟如下： ① 選定一個足夠短的采樣周期，一般采樣周期 T小于被控對象純滯后時間的 1/10以下。 ② 用該比例控制器構(gòu)成閉環(huán)，并使數(shù)字閉環(huán)系統(tǒng)工作。逐漸加大比例系數(shù)，直到系統(tǒng)發(fā)生持續(xù)等幅振蕩，即系統(tǒng)輸出或誤差信號發(fā)生等幅振蕩。對應(yīng)此時的比例系數(shù)為，臨界振蕩周期為。 ③ 按下面的經(jīng)驗公式得到不同類型控制器參數(shù) 工程算法確定 PID參數(shù) ?0. 45 , 0. 83p r I rK K T T?? , , 25p r I r D rK K T T T T? ? ?P控制器： PI控制器： PID控制器： ④ 使用中還可以將這一方法擴(kuò)充，即引入控制度的概念?？刂贫仁且阅M調(diào)節(jié)為基準(zhǔn)，將直接數(shù)字控制即 DDC的控制效果與模擬控制效果相比較。評價函數(shù)采用誤差平方積分（即控制度 Q），其表達(dá)式如下： 工程算法確定 PID參數(shù) 2()2()()()e t dte t dt????????????????0數(shù) 字 控 制0模 擬 控 制Q=控制度 控制規(guī)律 T PI PID － PI PID － PI PID － PI PID － 模擬控制器 PI PID — — － 簡化的擴(kuò)充臨界比例度法 PI PID — — － pK IT DTrTrT rTrTrTrTrTrTrKrKrKrKrKrKrKrKrKrKrKrKrTrTrTrTrTrTrTrTrTrTrTrTrTrTrTrTrTrT工程算法確定 PID參數(shù) 實際運用中，控制度僅是表示控制效果的物理概念，并不需要計算兩個誤差平方面積。當(dāng)控制度為 ，可以認(rèn)為數(shù)字控制與模擬控制效果相當(dāng)；從提高數(shù)字 PID控制品質(zhì)出發(fā)，控制度可以選的小一些；從提高系統(tǒng)穩(wěn)定性出發(fā)，控制度可以選的大一些。引入控制度后，根據(jù) 和 由上表表中求得 PID各參數(shù)之值。 rKrT工程算法確定 PID參數(shù) 一階保持器幅頻特性 ⑤ 根據(jù)表 PID參數(shù)，運行系統(tǒng)，如果控制效果不好，可適當(dāng)減少比例系數(shù) ， 重復(fù)步驟④，直到獲得滿意的控制效果。 pK工程算法確定 PID參數(shù) 工程算法確定 PID參數(shù) 擴(kuò)充響應(yīng)曲線法 在數(shù)字 PID控制器參數(shù)整定時，也可以采用模擬PID控制的響應(yīng)曲線法，即擴(kuò)充響應(yīng)曲線法。其步驟如下： ① 讓系統(tǒng)處于手動操作的開環(huán)狀態(tài)下，將被調(diào)量調(diào)節(jié)到給定值附近，并使之穩(wěn)定下來。 ② 給系統(tǒng)加以階躍輸入，記錄被調(diào)量的階躍響應(yīng)曲線，如下圖所示。 ③ 在階躍響應(yīng)曲線的拐點處作切線求得滯后時間和被控對象時間常數(shù)， 工程算法確定 PID參數(shù) ?T?0y ( t )y ( 0 )t 擴(kuò)充響應(yīng)曲線法 PID歸一參數(shù)整定法 Roberts在 1974年提出了一種簡化的擴(kuò)充臨界比例度整定法，該方法以擴(kuò)充臨界比例度整定法為基礎(chǔ)。設(shè) PID的增量算式為： 工程算法確定 PID參數(shù) u ( k T ) [ ( ) ( ) ] ( ) [ ( ) 2 ( ) ( 2 ) ]DpITTK e k T e k T T e k T e k T e k T T e k T TTT??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????工程算法確定 PID參數(shù) 根據(jù)大量的實際經(jīng)驗的總結(jié)，人為假設(shè)約束條 件，以減少獨立變量的個數(shù)。如取： 25rIrDrTTTTTT??? ??? ??得到 ： u ( k T ) [ 2 .4 5 ( ) 3 .5 ( ) 1 .2 5 ( 2 ) ]pK e k T e k T T e k T T? ? ? ? ? ?由上式可以看出，對四個參數(shù)的整定簡化成了對一個參數(shù) 的整定，使問題簡化了。 pK
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1