第六章校正1

1、引言相当于相当于对给定对给定值信号值信号进行整进行整形和滤形和滤波后再波后再送入反送入反馈系统馈系统对 扰 动对 扰 动信 号 直信 号 直接 或 间接 或 间测 量 ，测 量 ，形 成 附形 成 附加 扰 动加 扰 动补 偿 通补 偿 通道道PID控制具有以下优点：控制具有以下优点：(1) 原理简单，使用方便；(2) 适应性强, 按PID控制规律进行工作的控制器早已商品化，即使目前最新式的过程控制计算机，其基本控制功能也仍然是PID控制；(3) 鲁棒性强，即其控制品质对被控制对象特性的变化不大敏感。 在控制系统的设计与校正中，PID控制规律的优越性是明显的，它的基本原理却比较简单。基本PID

2、控制规律可描述为sKsKKsGDIPc)(这里 KP 、KI 、KD 为常数。设计者的问题是如何恰当地组合这些元件或环节，确定连接方式以及它们的参数，以便使系统全面满足所要求的性能指标。( )cpGsK举例：( )( )( )ppdde tm tK e tK Tdt( )(1)cpdG sKT s图6-3 比例微分控制系统210Js 20pdpJsK T sK02pdKTJ1( )ciG sTs01( )( )tim te t dtT1( )(1)cpiGsKT s0( )( )( )tppiKm tK e te t dtT图6-4 比例积分控制系统2(1)( )(1)piiKKT sG sT

3、 sTs320iip ipTTsTsKK TsKKipiipTKK TTTKK( )11 ()cpidGsKT sT s0( )( )( )( )tpppdiKde tm tK e te t dtK TTdt21pidiiKT T sT sTs12(1)(1)()pciKT sT sGsTs14112idiTTTT24112idiTTTT例6-3 对一个三阶对象模型1331)(23ssssGo单采用比例控制，由MATLAB，可研究不同KP值下闭环系统的单位阶跃响应曲线如图6-5所示。图6-5 P控制opocGKsGG)(MATLAB程序： G=tf(1,1,3,3,1); p=0.1:0.5:

4、2; for i=1:length(p); G=feedback(p(i)*G,1); step(G), hold on; end 可以看出，当KP的值增大，系统响应速度也将增快。但当KP增大到一定值，则闭环系统将趋于不稳定。 如图所示，将KP值固定，采用PI控制。采用MATLAB绘出不同TI值下的闭环系统阶跃响应曲线如图6-6。将Kp固定Kp0.05, 使用PI控制。研究Ti变化时系统的单位阶跃响应如图6-6所示。Kp=0.05; Ti=0.1:0.2:1;G=tf(1,1,3,3,1);for i=1:length(Ti); Gc=tf(Kp*Ti (i), 1/Ti(i), 1,0); G1=feedback(G*Gc,1); step(G1),hold on;end;axis(0 50 0 1.6)图6-6 PI控制将Kp、TI值固定Kp1, TI1使用PID控制。研究Td变化时系统的单位阶跃响应如图6-7所示。Kp=1;Ti=1;Td=0.1:0.5:2;G=tf(1,1,3,3,1);for i=1:length(Td); Gc=tf(Kp*Ti*Td(i),Ti,1/Ti,1,0); G1=feedback(G*Gc,1); step(G1