pid控制器設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-09-14 22:42本頁面
【正文】 的輸出量同時受到誤差信號及其速率的雙重作用?？刂葡到y(tǒng)的傳遞函數(shù)為：PD控制框圖保持Kp=10不變，調(diào)試取Kd=2時的系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線并與P控制做比較：MATLAB源程序?yàn)椋?編程實(shí)現(xiàn)PD控制與P控制的比較clear。d0=[20]。s0=tf(d0,n)。k=step(s,t)。Kp=10。for Kd=1::2 d=[2*Kd*Kp,2*Kp]。 g=feedback(g0,1)。 plot(t,y)。微分控制部分相當(dāng)于增大了系統(tǒng)的阻尼，所以可以選用較大的開環(huán)增益來改善系統(tǒng)的動態(tài)性能和系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)，源程序如下：%編程實(shí)現(xiàn)PD控制clear。n=[1 3 2]。 g0=tf(d,n)。 y=step(g,t)。 if ishold~=1,hold on ,end endendgrid （3）PI控制PI控制是在P控制基礎(chǔ)上增加了積分環(huán)節(jié)，提高了系統(tǒng)的型別，從而能減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。PI控制的結(jié)構(gòu)圖為：系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：將PI控制與P控制的系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線進(jìn)行比較：初步印象：上圖的初步印象是PI控制中系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差顯著減小，但是系統(tǒng)的超調(diào)量和平穩(wěn)性并沒有得到改善，而增大積分環(huán)節(jié)中的增益Ki則會使系統(tǒng)的超調(diào)量增加，系統(tǒng)的震蕩加劇，從而破壞了系統(tǒng)的動態(tài)性能。但是在用MATLAB仿真時發(fā)現(xiàn)，如果Ki取值過大就會使系統(tǒng)不穩(wěn)定，為了說明問題，我將展示在Ki取1—4時系統(tǒng)的根軌跡圖：可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Ki小于四時，無論Kp取何值系統(tǒng)都是穩(wěn)定的，但是當(dāng)Ki=4時，就有一部分根軌跡在S又半平面內(nèi)，此時系統(tǒng)不穩(wěn)定，這在我們確定PI控制參數(shù)時是要加以考慮的。、3時不同Kp值下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)圖與MATLAB相應(yīng)源程序：%編程實(shí)現(xiàn)PD控制clear。n=[1 3 2 0]。 g0=tf(d,n)。 y=step(g,t)。 if ishold~=1,hold on ,endendgrid Ki=Ki=1時不同Kp值下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)圖Ki=2時不同Kp值下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)圖：Ki=3時不同Kp值下系統(tǒng)的階躍響應(yīng)圖：由上面四幅圖片可以看出選取Ki=1時系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線比較好，在滿足穩(wěn)態(tài)精度的要求下系統(tǒng)的動態(tài)性能相對來說比較好，而在Ki=1的階躍響應(yīng)圖中選擇Kp=，則此時Kp=,Ki=1,系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：前面，我們?nèi)绱速M(fèi)事的尋找PI控制參數(shù)，但確定下來的系統(tǒng)階躍響應(yīng)的動態(tài)性能的快速性仍然不能很好的滿足要求，上升時間和峰值時間比較長，系統(tǒng)的反應(yīng)偏慢，這些都是PI控制的局限性。（4） PID控制PID控制方式結(jié)合了比例積分微分三種控制方式的優(yōu)點(diǎn)和特性，在更大的程度上改善系統(tǒng)各方面的性能，最大程度的使閉環(huán)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)盡可能地最好（穩(wěn)、快、準(zhǔn)）。一般來說，PID控制中的Ki；與PI控制器的設(shè)計(jì)相同，但是為了滿足超調(diào)量和上升時間這兩個性能指標(biāo)，比例增益Kp和微分增益Kd應(yīng)同時調(diào)節(jié)：盡管曲線過于密集，但是從PD控制總結(jié)的一般規(guī)律來看，超調(diào)量最大的那一族曲線所對應(yīng)的Kd值最小，所以，我們選擇Kd=、：Ki=1,Kd=,Kp=1—10Ki=1,Kd=,Kp=1—10Ki=1,Kd=,Kp=1—10 從三組曲線圖可以看出，增大Kd可以有利于加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，使系統(tǒng)超調(diào)量減小，穩(wěn)定性增加，同時增大Kp可以進(jìn)一
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