《控制理论及其应用》第7章课件.ppt

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1、1第7章自动控制系统的校正设计7.1 校正问题的提出7.2 7.2 各设计参数对系统性能的影响 各设计参数对系统性能的影响7.3 7.3 系统的校正 系统的校正 7.3.1 7.3.1 超前校正 超前校正 7.3.2 7.3.2 滞后校正 滞后校正7.3.3 滞后超前校正 7.3.4 PID校正 27.1 校正问题的提出图7.1控制系统波德图减小增益K单纯通过改变增益的办法有局限稳态误差增大临界稳定状态3校正的基本概念n 所谓校正（补偿），是指当系统的性能指标不能满足控制要求时，通过改变系统的结构或增加附加装置来改善原系统的控制性能，从而使系统性能达到控制要求的过程。n 这些附加的部件、环节称

2、为校正装置。47.2 各设计参数对系统性能的影响 1.时域指标 稳态指标静态误差ess，开环放大系数K 动态指标超调量，调整时间ts，上升时间 tr，振荡次数N 2.频域指标(1)开环频域指标增益交界频率c、相位裕度和幅值裕量kp。(2)闭环频域指标闭环谐振峰值Mr、谐振频率r和带宽频率b57.2 各设计参数对系统性能的影响 以二阶系统为例 b c c越大，ts越小，响应速度越快 相位裕量反映系统稳定性，与闭环谐振峰值Mr 和超调量关系密切闭环特性系统幅频特性曲线 c1.06低频中频高频图7.4对数幅频特性曲线表征闭环系统的稳态性能该部分增益应充分大为使闭环系统稳定并具有足够的相位裕度，开环对

3、数幅频特性曲线最好以-20dB/dec的斜率通过0dB线要求有比较负的斜率，使幅值衰减更快7校正问题的三类1、如果系统稳定且有较满意的暂态响应，但稳态 误差太大，这就必须增加低频段的增益来减小 稳态误差，同时保持中、高频特性不变；a）改变低频段减小稳态误差8校正问题的三类2、如系统稳定且有较满意的误差，但其动态性能 较差，则应改变系统的中频段和高频段，以改 变系统的截止频率和相角裕度；b）改变高频段提高截止频率和相角裕度9校正问题的三类3、如果一个系统的稳态和动态性能均不能令人满 意，就必须增加低频增益，并改变中频段和高 频段。c）低中高频段均改变提高稳态和动态性能10对应上面三种情况的BOD

4、E图：c）低中高频段均改变b）改变高频段 a）改变低频段减小稳态误差提高截止频率和相角裕度提高稳态和动态性能11 校正系统的结构 按照校正装置在系统中的连接方式，控制系统的校正方式可以分为串联校正、反馈校正、前馈校正和复合校正。串联校正 是指校正装置串联在系统前向通道中的校正方式。比较常用的串联校正装置有超前校正装置、滞后校正装置、滞后超前校正装置等。7.3 系统的校正波德图（对数坐标图）对数相频特性L()20lgk(k1)0()0o比例环节波德图对数幅频特性比例环节一阶微分环节对数幅频特性理想微分环节的s对数幅频特性为对数幅频特性对数相频特性微分环节45o-20dB()1/0.1/1/090

5、o0o 微分环节波德图 L()对数幅频特性对数相频特性转角频率1/对数幅频特性为对数相频特性为L()/dB200 0.1/A 1/A()0o-90o积分环节波德图积分环节频率特性为斜率-20dBdec-1转角频率 L()0()0o-45o-90o 惯性环节波德图-201/T 10/T转角频率对数相频特性对数幅频特性对数频率特性斜率-20dBdec-1L(=1/T)=-3dB渐 近 线惯 性 环节振荡环节u=/n幅频特性相频特性传递函数为频率特性对数幅频特性对数频率特性为图3.24振荡环节波德图u=/n振荡环节对数幅频特性对数相频特性当nL()=-40lgT,()-180L()=0dB,()01

6、8滞后校正装置的对数频率特性曲线最大相位滞后角最大相位滞后角频率45-45对数幅频特性曲线具有负的斜率段相频曲线具有负相移（=10）19超前校正装置的对数频率特性曲线最大相位超前角最大相位超前角频率45-45对数幅频特性曲线具有正的斜率段相频曲线具有正相移20滞后超前校正装置的对数频率特性曲线21 7.3.1 超前校正特点 特点 频率特性具有 频率特性具有正的相位角的补偿网络 正的相位角的补偿网络功能 功能 增大相位裕量和频带宽度 增大相位裕量和频带宽度，使，使瞬态相应显著改善 瞬态相应显著改善 对稳态精度作用不大 对稳态精度作用不大 应用 应用 应用于 应用于稳态精度已满足，噪声信号较小，但

7、瞬时品质不能满足要求的系统缺点：降低了系统的抗扰性能22x0 x f2 f1 kxi 1 1 超前网络的构成 超前网络的构成（2 2）机械超前网络）机械超前网络图7.6机械超前网络原理图传递函数：衰减系数23图7.7超前网络极坐标图衰减系数给定后最大相位超前角为:最大相位超前角频率24超前校正装置的对数频率特性曲线最大相位超前角最大相位超前角频率45-45对数幅频特性曲线具有正的斜率段相频曲线具有正相移251、减少了开环频率特性在幅值穿越频率上的负 斜率，提高了系统的稳定性；2、减小了阶跃响应的超调量；3、增加了开环频率特性在幅值穿越频率附近的 正相角和相角裕度；4、提高了系统的频带宽度；5、

8、不影响系统的稳态性能；上述内容可以归纳为：两少，两高，一不变超前校正装置对系统性能的影响2622超前校正装置的设计超前校正装置的设计图7.9控制系统框图设有一单位负反馈其开环传递函数为如果系统静态误差系数，要求相位裕量增益裕量，试求系统的校正装置。27第 第1 1步：求未校正系统的开环增益 步：求未校正系统的开环增益 K K值 值利用基于终值定理的稳态误差公式k 图7.10开环系统极坐标图（1 1）极坐标图的绘制）极坐标图的绘制第 第2 2步：求取未校正系统的相位裕量 步：求取未校正系统的相位裕量 幅值裕量 幅值裕量28（2）波德图的绘制图7.11开环系统的波德图-29(3)求相位裕量和幅值裕

9、量从作图就可求出，也可通过计算求出。首先求增益交界频率，然后求此频率下惯性环节的相位角，再将此相位角再加上积分环节的相位角即可。30第3步：确定在系统上需要增加的相位超前角 需要增加相位超前量为增加相位超前校正装置，会改变波特图的幅频特性曲线，使增益交接频率向右方移动，故需补偿由于增益交界频率的增加而造成的相位滞后增量，则校正装置应提供的最大相位超前量为31第 第4 4步：根据所提供的最大相位超前角 步：根据所提供的最大相位超前角，确定衰减系数，确定衰减系数 及 及 处的幅值 处的幅值图7.12超前校正网络对数幅频特性线最大相位超前角频率32第 第5 5步：步：根据超前网络 根据超前网络 m

10、m处的幅值 处的幅值,求未补偿前传递函数在此 求未补偿前传递函数在此幅值下的频率值，以此来确定 幅值下的频率值，以此来确定m m的具体数值，即超前网络 的具体数值，即超前网络的位置和补偿后的增益交界频率 的位置和补偿后的增益交界频率。求未补偿前的传递函数W(s)的波德图的对数幅频特性曲线幅值为-6.1dB时的频率，则反对数，则由此可以求得秒-1，由此可确定=8.9秒-1。将此频率作为校正后W(s)Gc(s)的增益交界频率。33第 第6 6步：根据 步：根据m 值，求超前网络的转角频率，即确定超前网络微分环节的时间常数T 使，确定了超前校正环节的位置 再求超前校正环节的两个转角频率和，也就是确定

11、时间常数T值的大小，即完成了超前校正环节的设计。n n 因为 则n 因此超前网络可确定为34第7步：引入增益等于 的放在倍数,补偿超前校正后所造成的幅值衰减。为了补偿超前校正造成的幅值衰减，须将放大器的增益提高 倍，这就相当于将超前环节的对数幅频曲线上移。这样得到校正装置的传递函数为35第 第8 8步：最终确定校正后的系统 步：最终确定校正后的系统图 图7.13 7.13超前校正后控制系统传递框图 超前校正后控制系统传递框图+-Xi(s)Xo(s)-360.1 1 10002040600-45-90-18010-2045237超前校正装置的设计步骤超前校正装置的设计步骤第 第1 1步：求未校正

12、系统的开环增益 步：求未校正系统的开环增益 K K值 值第 第2 2步：求取未校正系统的相位裕量 步：求取未校正系统的相位裕量 第3步：确定在系统上需要增加的相位超前角 第 第4 4步：根据所提供的最大相位超前角 步：根据所提供的最大相位超前角，确定衰减系数，确定衰减系数 及 及 处 处超前校正装置 超前校正装置的幅值 的幅值第 第5 5步：步：根据超前网络 根据超前网络 m m处的幅值 处的幅值,求未补偿前传递函数在此 求未补偿前传递函数在此 幅值下的频率值，以此来确定 幅值下的频率值，以此来确定 m m的具体数值，即超 的具体数值，即超 前网络的位置和补偿后的增益交界频率 前网络的位置和补

13、偿后的增益交界频率。第 第6 6步：根据 步：根据m 值，求超前网络的转角频率，即确定超前 网络微分环节的时间常数T第7步：引入增益等于 的放在倍数,补偿超前校正后所造 成的幅值衰减。第 第8 8步：最终确定校正后的系统 步：最终确定校正后的系统38超前校正装置对数幅频特性曲线具有正的斜率段相频曲线具有正相移39（1）串联相位超前校正是利用相位超前效应，即提供超前相位去补偿系统的滞后相位，因而可使不稳定的系统经相位超前校正后变为稳定的系统，或将较小的相位裕量提高到较大的相位裕量，以进一步提高系统的相对稳定性。（2）超前校正更为主要的是改善系统的动态性能，相位超前校正的关键在于利用微分环节提供超

14、前角。（3）相位超前校正主要是改变系统的中频段和高频段的频率特性，而低频段的频率特性不变，因此不影响系统的稳态误差。关于相位超前校正的几点说明：40 7.3.2 滞后校正 特点 特点 频率特性具有 频率特性具有负的相位角 负的相位角的补偿网络 的补偿网络 功能 功能 通过 通过高频衰减 高频衰减的特性，使幅值交界频率 的特性，使幅值交界频率左移 左移，从而，从而获得充分的相位裕量 获得充分的相位裕量缺点：截至频率降低，频带宽度变小，瞬态响应变慢411 机械滞后网络的构成图7.15机械滞后网络原理图衰减系数42滞后网络的滞后相角，当 增大时,则 也增大。图7.16滞后网络极坐标图最大滞后相位角最

15、大相位滞后角频率最大滞后相位角衰减系数43超前校正装置的对数频率特性曲线最大相位滞后角最大相位滞后角频率45-45对数幅频特性曲线具有负的斜率段相频曲线具有负相移（=10）44滞后校正装置的对数频率特性曲线滞后校正装置的特性 其对数幅频特性曲线具有负的斜率段，相频曲线具有负相移。最大滞后相位角为最大滞后相位角频率位于两转折频率的几何中心45滞后网络的转角频率分别为 和，由图可以看出，滞后网络基本上是一个低通滤波器。图7.17滞后网络波德图31衰减系数46n 设有一单位负反馈系统n 若使系统静态速度误差系数Kv=5（1/秒），相位裕量,增益裕量 10dB，试求系统的校正装置。n Xi(s)22滞

16、后校正装置的设计滞后校正装置的设计47第1步：根据给定的速度误差系数Kv=5秒-1，确定开环增益K通过终值定理和误差信号求K值则 当K=5时，可满足稳态性能即稳态误差的要求48第2步：绘制未校正系统的波德图和极坐标图，确定未校正系统的相位裕量和增益裕量，并作稳定性判断。n 系统开环传递函数为，n 由此可见系统由四个典型环节构成。n 比例环节 n 积分环节n 惯性环节 n 惯性环节490.001 0.01 0.1 1 1002040600-45-90-180(14)50第3步：确定校正后的相位裕量及相应的新的增益交界频率n 相位裕量的确定应考虑校正后对数幅相频特性曲线的新的增益交界频率下的相位裕

17、量应该等于多少。首先应满足题目所要求的，然后再加上由于加入滞后网络后（滞后网络相位曲线均为负相位），所以要考虑增加。n 这样所需要的相位裕量n 新的增益交界频率的确定。，计算W(s)的相位为时，其频率秒-1 保证了相位裕量要求51第4步：滞后网络设计中衰减系数 的确定 为了在新的增益交界频率上，使W(s)的幅值曲线下降到0dB，滞后网络必须产生必要的衰减量。其衰减量的确定，是根据滞后网络的波德图7.22所示。因为一阶微分环节的转角频率已确定为1/T，其衰减量B（负分贝）取决于衰减系数；增加，B也增大。通过W(s)的波德图可计算出在 处的分贝数，因为 再将 代入B2B1图7.22滞后网络波德图=

18、8.852第5步：滞后网络设计中转角频率的确定为了防止滞后网络的时间常数过大，可将滞后网络中的转角频率（它相当于滞后网络的零点，即一阶微分环节的根）选在0.1秒-1另一个转角频率 秒-1。53第6步：确定滞后网络的传递函数并画Gc(s)的波德图5440o18.8dB4.4dB-20o图7.18的波德图14.4dB550.001 0.01 0.1 1 1002040600-45-90-1800.556第7步：最后确定校正后的系统Xi(s)X0(s)应该指出：新的增益交界频率从2.1秒-1，降低到0.5秒-1，说明系统的带宽降低了。因此，已校正系统的瞬态响应速度比原来系统的响应速度低。570.00

19、1 0.01 0.1 1 1002040600-45-90-1800.5关于滞后校正的几点说明（1）滞后校正(也称相位滞后校正)的作用可使具有较高开环放大系数K的系统频率特性在中、高频段可实现较大的衰减，以保证系统在高K值的情况下仍有满意的相对稳定性。也可以说，当一个低K值的系统具有合乎要求的增益交界频率、相位裕量和增益裕量时，可通过串联校正的办法，利用校正网络的低通滤波特性，在保持动态性能基本不变的条件下，按精度要求提高K值，以改善系统的稳态性能。580.001 0.01 0.1 1 1002040600-45-90-1800.5关于滞后校正的几点说明（2）滞后网络的衰减作用，增益交界频率移

20、到了低频点，该点的相位裕量能够满足要求。因此，滞后网络将使系统带宽降低，从而使系统的瞬态响应变慢。校正后的相角特性曲线，在新的增益交界频率附近和该频率以上，基本上保持不变。590.001 0.01 0.1 1 1002040600-45-90-1800.5关于滞后校正的几点说明（3）若原系统在任何频率处相角都不能达到相位裕量的要求值，则不能用滞后校正方法，因为并不象超前网络那样，通过增大超前角实现相位裕量的增加。滞后校正是通过特性曲线的下移，来改变W(s)的转角频率 来实现的，对数幅相频率特性曲线在 附近并未改变。60超前校正：增大了相位裕量和带宽，提高了快速响应特性。但对稳态性能却改善很小。

21、滞后校正：可在低频段有较高增益，可改善稳态精度。但因减小了带宽，使相应减慢。若要改善系统瞬态和稳态特性（大幅度增大增益和带宽），则需要采用滞后超前校正 7.3.3 滞后超前校正61滞后校正装置的对数频率特性曲线最大相位滞后角最大相位滞后角频率45-45对数幅频特性曲线具有负的斜率段相频曲线具有负相移（=10）62超前校正装置的对数频率特性曲线最大相位超前角最大相位超前角频率45-45对数幅频特性曲线具有正的斜率段相频曲线具有正相移63滞后超前校正装置的对数频率特性曲线Gc(s)=AB2222A=B=22滞后超前22超前：因增加超前相角并增大了Wc处相位裕量，频率响应曲线发生变化滞后：Wc处附近

22、和以上，产生衰减，故允许低频段增大增益，以改善稳态精度64超前校正利用相位超前效应达到校正目的 滞后校正利用高频衰减特性达到校正目的超前校正增大了相位裕量和带宽，提高了快速响应特性。如果系统需要具有大的带宽或具有快速响应特性，应采用超前校正。如果存在噪音信号，则不需要大的带宽，此时应采用滞后效应。滞后校正可以改善稳态精度，即减少稳态精度，但同时使系统的带宽减小。超前校正需要一个附加的增益增量，以补偿超前网络本身的衰减。滞后超前校正总结657.3.4 PID校正 PID校正也称PID调节或称PID控制。PID校正就是在原控制系统的某处添加比例(由P表示)、积分(由I表示)、微分(由D表示)环节,

23、从而实现PID控制器的设计。由PID控制器组成的闭环控制系统如图7.29所示，e为偏差信号,即是PID控制器的输入信号，u为控制器的输出信号。图7.29 典型的PID闭环控制系统框图66在系统中，PID控制器的作用：比例(p)控制器的作用是按控制偏差的大小，迅速输出一个调节信号。积分(I)控制器的作用是根据控制偏差的大小逐渐改变控制信号，偏差大，调节作用变化速度就快，反之则慢。微分(D)控制器的作用是一有偏差出现，立即快速大幅度地改变调节作用，然后使调节作用逐渐减小，这就是所谓的超调，其目的是使误差快速消除。简而言之，P的作用是将偏差迅速传到输出端；I的作用是缓慢消除偏差；D的作用是快速消除偏

24、差。PID控制器按输入信号的提取方式分为模拟型和离散型677.3.4.1模拟型PID控制器PID控制器的数学表达式为(7.27)或(7.28)u(t)控制器的输出量(即为控制量)；e(t)控制器的输入量(即为偏差信号)；Kp 比例系数；KI 积分增益，；Ti 积分时间常数；KD 微分增益，；微分时间常数。681.比例控制器(P)比例控制器的输出信号u与偏差信号e成比例，其表达式为(7.29)式中：比例增益比例控制器的传递函数为(7.30)比例控制器具有比例控制规律，是一个可调增益放大器，只改变信号的大小。其作用是成比例地反映系统的偏差信号，偏差一旦产生，就立即产生控制作用，以减少偏差，但不能消

25、除静态偏差。增大 可迅速减小误差，但影响系统的稳定性。69这里的杠杆充当了比例调节器：液位变化e是其输入；阀杆位移u 是其输出；调节器的比例增益为：该比例调节器是有余差的！余差的大小与比例增益有关，Kc大，余差小。液位比例控制系统示意图比例调节的特点70比例调节Kp的变化对控制效果的影响比例调节规律比例调节规律Kp=0.2Kp=1Kp=10Kp=100712.积分控制器(I)积分控制器的输出信号u与偏差信号e的积分成比例，积分的作用是把偏差e累积起来得到u。其表达式为(7.31)或(7.32)说明积分控制器的输出信号u的变化速度与偏差信号e成比例。在输入量不变时输出量可以无限制地(实际是在系统

26、结构的极限范围内)增长或者一直下降达到极限值。输入量与输出量稳态值之间没有固定关系，但是输出量的变化速度与输入量之间存在着固定函数关系。累计从零时刻起到当前的偏差信号的过程。72积分控制器的传递函数为(7.33)积分控制器在全频段内向系统开环提供 的斜率和 的相位角，此控制器对系统的稳定性不利，但可降低系统的稳态误差。积分控制器的作用主要是用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数，越大，积分作用越弱，反之则越强。积分调节的特点是无差调节只要偏差不为零，控制输出就不为零，它就要动作到把被调量的静差完全消除为止而一旦被调量偏差e为零，积分调节器的输出就会保持不变。73积分调

27、节，Ti的变化对控制效果的影响积分控制的调节规律积分控制的调节规律743.微分控制器(D)微分控制器的输出信号u与偏差信号e的变化率成比例，其表达式为(7.34)微分控制器的传递函数为(7.35)75微分调节，Td的变化对控制效果的影响微分控制的调节规律微分控制的调节规律76 微分控制器是针对被调量偏差信号的变化趋势(变化速率)进行调节，而不需要等到被调量已经出现较大的偏差后才开始调整，这就是说微分控制器可以预测误差，在系统中引入一个有效的早期修正信号，使修正作用提前发生，从而加快了系统的动作速度，减少调节时间。对被调量的变化趋势进行调节，可及时避免出现大的偏差。但正是基于这个特点，微分控制器

28、不能单独使用，特别是当输出量很小，检测元件又难以检测到信号的变化，控制器就不会动作，当经过一段时间的误差累积检测到了，再去调节必定会造成更大的偏差。所以，对于被调量是大变化的小信号的，一定要注意不要单独使用微分控制器。774.比例-积分控制器(PI)比例-积分控制器是利用P调节快速抵消干扰影响，同时利用I调节消除残差，具有比例和积分的功能。其表达式为(7.36)其传递函数为(7.37)785.比例-微分控制器(PD)比例-微分控制器的微分作用，能及时反映偏差信号e(t)的变化趋势，其输出u(t)与e(t)的变化率成正比，所以PD控制器在串联校正中，能在e(t)出现之前产生早期的误差修正信号，这

29、样有助于系统稳定性和提高快速性。比例-微分控制器的表达式为(7.38)其传递函数为(7.39)79PD控制系统不同微分时间的响应过程 比例微分调节的特点80微分作用纯比例作用TD大，微分作用强相应的单位阶跃响应为：比例微分控制的调节规律比例微分控制的调节规律81根据PD调节器的斜坡响应也可以单独测定它的微分时间TD如果TD=0即没有微分动作，那么输出u将按虚线变化。微分动作的引入使输出的变化提前一段时间发生，而这段时间就等于TD。PD调节器有导前作用，其导前时间即是微分时间TD。比例微分控制的调节规律826.比例-积分-微分控制器(PID)比例-积分-微分控制器具有比例、积分、微分三种控制规律

30、的各自的特点。其传递函数为(7.40)PID控制器结构 PID控制器的设计是根据实际系统的控制要求，结合系统的特性、运行状态以及干扰情况来确定或者说是选择、和 的参数。参数选择的正确与否至关重要，将直接影响系统的校正的效果。83 给出工业 PID调节器的响应曲线n 图中阴影部分面积代表微分作用的强弱。比例积分微分(PID)调节规律 84n 显然，PID三作用时控制效果最佳，但这并不意味着，在任何情况下采用三作用调节都是合理的。各种控制规律的响应过程1-比例控制；2-积分控制；3-PI控制；4-PD控制；5-PID控制比例积分微分(PID)调节规律 85（1）积分分离PID算法控制偏差较大时，取

31、消积分作用，以减小超调；控制偏差较小时，再恢复积分作用，以消除余差 式中改进的数字PID控制算法86图4.24 有无积分分离的PID控制效果的比较a普通PID b积分分离PID改进的数字PID控制算法87(2)抗积分饱和PID算法（遇限削弱积分PID算法）n 若上一时刻控制输出已经达到最大（小），则此次只累加负（正）偏差，以避免控制量长时间停留在饱和区。n 在计算控制变量u(k)时，先判断上一时刻的控制变量u(k-1)是否已超过限制范围，若u(k-1)umax。则只累加负偏差，若u(k-1)umin，则只累加正偏差，这样就可以避免控制变量长时间停留在饱和区887.3.4.2离散型PID控制器连

32、续控制系统的PID控制器的离散化描述连续系统的微分方程用描述离散系统差分方程来代替,属于采样调节。分为位置式和增量式两种。计算机控制实质是采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。将式连续时间项、积分项和微分项进行离散处理，则(7.41)式中：T 计算机采样周期(两次采样的间隔时间)；k 采样序号；e(k-1)T 第k-1个采样时刻的输入偏差值；e(kT)第k 个采样时刻的输入偏差值。89在采样周期足够短的情况下，得到离散的PID表达式为(7.42)或写成如下形式(7.43)式中：积分增益，；积分时间常数；微分增益，。微分时间常数；PID传递函数d90当执行机构需要的不是控制量的绝对值，

33、而是增量时，可采用增量式PID控制算法，其算法可由式(7.42)推导为书中中间环节有错误91PID参数调整常用口诀参数整定找最佳，从小到大顺序查先是比例后积分，最后再把微分加曲线振荡很频繁，比例度盘要放大曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳曲线偏离回复慢，积分时间往下降曲线波动周期长，积分时间再加长曲线振荡频率快，先把微分降下来动差大来波动慢。微分时间应加长理想曲线两个波，前高后低4比1一看二调多分析，调节质量不会低92位置式与增量式控制对整个闭环系统并无本质区别，只是将原来全部由计算机承担的算式分出一部份由其他部件去完成。图 7.33 PID位置式闭环控制系统框图图 7.34 PID增量式闭环控制

34、系统框图93纯P调节是有差调节Kc大，稳态误差小，响应快，但超调大纯P作用下系统的阶跃响应比例系数分别为Kc=0.1,2.0,2.4,3.0,5.094引入积分，消除了余差Ti小，积分作用加强，系统的稳定性变差。PI作用下系统的阶跃响应比例系数为Kc=2，积分时间常数Ti=3,6,14,21,28；95 引入微分项，提高了响应速度，增加了系统的稳定性，但不能消除系统的余差PD作用下系统的阶跃响应比例系数为Kc=2微分时间常数分别为：Td=0,0.3,0.7,1.5,396PID作用下系统的阶跃响应 PD基础上I作用的引入消除了余差，达到了理想的多项性能指标要求：超调、上升时间、调节时间、余差等比例系数Kc=5，积分时间T i=15微分时间Td=1，97复 习 题1.对自动控制系统为什么提出校正问题？2.绘制超前校正和滞后校正网络波德图，掌握如何进行校正，并说明两种校正各起什么作用？9899简单二阶系统的微分环节和积分环节对单位阶跃函数响应的影响。微分环节能使系统在工作时获得一定的镇定作用，而积分环节却让系统更加敏感。如果两者恰当配合应该能使系统性能有较大改善。1231231-无微分环节 2-存在一些微分环节 1-积分环节影响大 2-有积分环节影响3-较强的微分环节 3-积分环节影响小微分环节对单位阶跃响应的影响 积分环节对单位阶跃响应的影响