[工學(xué)]自動控制原理(2)(參考版)
2025-01-22 12:22本頁面
【正文】 ? 通常 ， 應(yīng)使積分部分發(fā)生在系統(tǒng)頻率特性的低頻段 ， 以提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能；而使微分部分發(fā)生在系統(tǒng)頻率特性的中頻段 ， 以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能 。 ? 因此 ， 在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中 ， 廣泛使用 PID控制器 。 則圖 6－ 6中 12( 1 ) ( 1 )() pciK T s T sGsTs????( ) [ 1 1 ( ) ]c p i dG s K T s T s? ? ?五 、 比例 — 積分 — 微分 ( PID )控制規(guī)律 若 4Td /Ti ＜ 1， 則 式中 14112idiTTTT??? ? ?????24112idiTTTT??? ? ?????討論： ? 利用 PID控制器進(jìn)行串聯(lián)校正時 ， 除可使系統(tǒng)的 型別提高一級 外 ， 還將提供 兩個負(fù)實零點 。 KKp可知 ， Ti T ， 即調(diào)整 PI控制器的積分時間常數(shù) Ti ， 使之大于原有部分的時間常數(shù) T， 可以保證閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 。 采用 PI控制器后 ， 系統(tǒng)的特征方程為 由勞斯判據(jù) Ti 例 62 設(shè)比例－積分控制系統(tǒng)如圖 68所示，試分析PI控制器對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的改善作用 。 只要積分時間常數(shù) Ti足夠大 ， PI控制器對系統(tǒng)的穩(wěn)定性的不利影響可大為減弱 。 四 、 比例 — 積分 ( PI )控制規(guī)律 具有比例 — 積分控制規(guī)律的控制器 ， 稱為比例－積分 (PI)控制器 。 其中 Kp為可調(diào)比例系數(shù) ， Ti為可調(diào)積分時間常數(shù) 。 的相角滯后 ， 對系統(tǒng)的 穩(wěn)定性不利 。 1()ciGsKs?三 、 積分 ( I )控制規(guī)律 具有積分控制規(guī)律的控制器 ， 稱為積分 (I)控制器 。 其中 Ki為可調(diào)比例系數(shù) 。 接入 PD控制器后 ， 系統(tǒng)的特征方程為 : 其阻尼比 討論： ? 因為微分控制作用 只對動態(tài)過程起作用 ， 而對穩(wěn)態(tài)過程沒有影響 ， 且 對系統(tǒng)噪聲非常敏感 ， 所以單一的微分控制器在任何情況下都不宜與被控對象串聯(lián)起來單獨(dú)使用 。 圖 67 比例－微分控制系統(tǒng) +21Js()Es()Rs ()Cs( 1 )pdK T s?因此閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的 。 在串聯(lián)校正中 ， 可使系統(tǒng)增加一個－ 1/Td的開環(huán)零點 ， 使系統(tǒng)的 相角裕量增加 ， 因而有助于系統(tǒng)動態(tài)性能的改善 。 ( ) ( 1 )c p dG s K T s?? 具有比例－微分控制規(guī)律的控制器 ， 稱為比例－微分 ( PD )控制器 。 討論： 其中 Kp為 比例系數(shù) ， Td為 微分時間常數(shù) 。 ?在串聯(lián)校正中 ， 加大
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