企業(yè)信息化第二章ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-01-25 20:06本頁(yè)面
【正文】 微分作用增強(qiáng)（即 Td 增大）， 可 使系統(tǒng)的超前作用增強(qiáng)，穩(wěn)定性得到加強(qiáng)，但 對(duì) 高頻噪聲起放大作用 ， 主要適合于特性滯后較大的廣義對(duì)象，如溫度 對(duì)象 等 。 00 )1( ue dtTeKutic ??? ? )11()(sTKsG icc ??PID控制器 2 積分作用對(duì)控制性能的影響 理想的比例積分微分控制器 微分時(shí)間 Td 對(duì)系統(tǒng)性能的影響 微分作用的增強(qiáng)（即 Td 增大），從理論上講使系統(tǒng)的超前作用增強(qiáng)，穩(wěn)定性得到加強(qiáng)，但高頻噪聲起放大作用。 傳遞函數(shù) 5——意義進(jìn)一步描述 純比例控制器 控制器增益 Kc或比例度 δ對(duì)系統(tǒng)性能的影響 ： 增益 Kc 的增大（或比例度 δ下降），使系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用增強(qiáng)，但穩(wěn)定性下降（ 當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí) ，調(diào)節(jié)頻率提高、最大偏差下降）； 0)()( uteKtu c ?? %1 00*1cK??PID控制器 1 比例增益對(duì)控制性能的影響 比例積分控制器 ?積分時(shí)間 Ti 對(duì)系統(tǒng)性能的影響 引入積分作用的根本目的是為了消除穩(wěn)態(tài) 余差 ，但使 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降 。 傳遞函數(shù)是經(jīng)典控制理論中最基本也是最重要的概念 ? 傳遞函數(shù)只取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)，與輸入變量形式無(wú)關(guān)；它不反映系統(tǒng)內(nèi)部的信息，也不反映系統(tǒng)的初始條件； ? 它是輸入輸出模型的表現(xiàn)形式（可以是時(shí)域的表達(dá)，更多是復(fù)域形式。但系統(tǒng)中某個(gè)參數(shù)變化或者結(jié)構(gòu)形式改變，便需要重新列寫(xiě)并求解微分方程。 圖 8 延滯環(huán)節(jié) 延滯環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)可求之如下： c(t)= r(t－ t) ()00( ) ( ) d ( ) d ( )st ssC s r t e t r ee R s?ttt ? ??? ? ? ??? ? ????其拉氏變換為 : 式中 ? = t?t， 所以延滯環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為 : 系統(tǒng)具有延滯環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性不利 ， 延滯越大 ， 影響越大 。 具有延滯環(huán)節(jié)的系統(tǒng)叫做延滯系統(tǒng) 。 圖 9所示為單位階躍函數(shù)作用下的響應(yīng)曲線。 在低頻時(shí)近似為理想微分環(huán)節(jié) ， 否則就有 *式的傳遞函數(shù) 。圖中 (b)為微分運(yùn)算放大器。 理想微分環(huán)節(jié)的實(shí)例示于圖 6(a)、 (b)。積分時(shí)間常數(shù)為 RC。 T很大時(shí)慣性環(huán)節(jié)的作用就近似一個(gè)積分環(huán)節(jié)。 （三）積分環(huán)節(jié) 它的傳遞函數(shù)為 : 1()GsTs? 當(dāng)積分環(huán)節(jié)的輸入為單位階躍函數(shù)時(shí)，則輸出為 t/T， 它隨著時(shí)間直線增長(zhǎng)。 （ 一 ） 比例環(huán)節(jié) 傳遞函數(shù) 4——典型環(huán)節(jié) （ 二 ） 慣性環(huán)節(jié) 傳遞函數(shù)為如下形式的環(huán)節(jié)為慣性環(huán)節(jié)： 當(dāng)環(huán)節(jié)的輸入量為單位階躍 函數(shù)時(shí)，環(huán)節(jié)的輸出量將按指 數(shù)曲線上升，具有慣性，如圖 4(a)所示。 圖 3(a)所示為一電位器，輸入量和輸出量關(guān)系如圖 3(b)所示。 常稱為傳遞系數(shù) （ 或靜態(tài)放大系數(shù) ） 。 多輸入多輸出系統(tǒng)各變量間的關(guān)系要用傳遞函數(shù)陣表示 。圖中零點(diǎn)用“ O”表示，極點(diǎn)用“ ?”表示。 ? 一般 zi, pi可為實(shí)數(shù)，也可為復(fù)數(shù)，且若為復(fù)數(shù)，必共軛成對(duì)出現(xiàn)。 1212( ) ( ) ( )()()( ) ( ) ( ) ( )mns z s z s zCsG s kR s s p s p s p? ? ???? ? ? (4) 3. 傳遞函數(shù)的零、極點(diǎn)分布圖也表征了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 傳遞函數(shù) 2——定義 從線性定常系統(tǒng)傳遞函數(shù)的定義式 (3)可知，傳遞函數(shù)具有以下性質(zhì)： 1. 傳遞函數(shù)是復(fù)變量 s的有理真分式函數(shù)，分子的階數(shù) m低于或等于分母的階數(shù) n （ m≤n） ， 且所有系數(shù)均為實(shí)數(shù) 。 11 1 011 1 0( ) ( )()( ) ( )mmmmnnnnb s b s b s bC s M sGsR s a s a s a s a D s????? ? ? ?? ? ?? ? ? ?(3) 傳遞函數(shù)是在初始條件為零（或稱零初始條件）時(shí)定義的。 傳遞函數(shù) 2——定義 一般地，若線性定常系統(tǒng)由下述 n階微分方程描述： 11 1 0111 1 01d d d( ) ( ) ( ) ( )d d dd d d( ) ( ) ( ) ( )d d dnnnnnnmmmmmma c t a c t a c t a c tt t tb r t b r t b r t b r tt t t?? ??? ?? ? ? ?? ? ? ? ? (1) 式中 c(t)是系統(tǒng)輸出量， r(t)是系統(tǒng)輸入量， a0， a1， … an， b0， b1， … ， bm是與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)的常系數(shù)。 特點(diǎn) ：無(wú)需深入了解過(guò)程機(jī)理，但適用范圍小，模型準(zhǔn)確性有限。 特點(diǎn) ：概念明確、適用范圍寬，要求對(duì)該過(guò)程機(jī)理明確。 舉例：精餾塔控制系統(tǒng) LCTC進(jìn)料LCFCFC精餾塔加熱蒸汽塔底產(chǎn)品塔頂產(chǎn)品控制目標(biāo) CV、 MV選擇 控制系統(tǒng) 調(diào)試與投用 控制方案 控制算法 常用控制算法 ?PID類 （ 包括：?jiǎn)位芈?PID、 串級(jí)、前饋、均勻、比值、分程、選擇或超馳控制等）， 特點(diǎn)： 主要適用于 SISO系統(tǒng)、基本上不需要對(duì)象的動(dòng)態(tài)模型、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、在線調(diào)整方便 ?APC類 （先進(jìn)控制方法，包括：解耦控制、內(nèi)?？刂?、預(yù)測(cè)控制、自適應(yīng)控制等）， 特點(diǎn)： 主要適用于 MIMO或大純滯后 SISO系統(tǒng)、需要?jiǎng)討B(tài)模型、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、在線計(jì)算量大。通常對(duì)于 SISO系統(tǒng)， PID控制算法能滿足大部分情況；而對(duì)于 MIMO系統(tǒng)，可采用的控制算法很多，但一般都需要對(duì)象模型，僅適用于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。 控
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