[2017年整理]PID控制习题.ppt

PID控制器习题 PID调节器的参数Kp、TI、TD对控制性能各有什么影响？ (1)比例增益Kp反映比例作用的强弱， Kp越大，比例作用越强，反之亦然。比例控制克服干扰能力较强、控制及时、过渡时间短，但在过渡过程终了时存在余差； (2)积分时间TI反映积分作用的强弱， TI越小，积分作用越强，反之亦然。积分作用会使系统稳定性降低，但在过渡过程结束时无余差； (3)微分时间TD反映微分作用的强弱， TD越大，微分作用越强，反之亦然。微分作用能产生超前的控制作用，可以减少超调，减少调节时间；但对噪声干扰有放大作用。 什么是调节器的控制规律？调节器有哪几种基本控制规律？ 答：调节器的控制规律是指调节器的输出信号随输入信号变化的规律或是指控制器的输出信号P与输入偏差信号e之间的关系。 常用的基本调节规律有：位式，比例，积分，微分等，以及它们的组合控制规律如PI，PD 及PID。 什么是双位控制，比例控制，积分控制，微分控制，它们各有什么特点？ 双位控制是指调节器的输出仅有最大和最小两个极限位置，双位控制结构简单成本较低使用方便对配用的调节阀没有任何要求，缺点是被控对象总是在波动，控制质量不高，且当被控对象纯滞后较大时，被控变量波动幅度较大，不适合控制要求较高场合。 比例控制是指调节器输出变化量与输入变化量成比例，比例控制系统能迅速的克服干扰影响，使系统稳定下来。优点是反应快控制及时，缺点是被控对象负荷发生改变时，系统输出存在余差。 积分控制是指调节器输出变化量与输入余差积分成正比，积分控制可以消除余差，但输出变化总是滞后于余差变化，不能及时克服扰动影响，使被控变量的波动加剧，使系统难以稳定。 微分控制是指调节器输出变化量与输入偏差变化速度成正比，且具有一定的超前控制作用，抑制振动，增强系统稳定（但微分作用不宜过强） 比例、积分、微分、控制分别用什么量表示其控制作用的强弱？并分别说明它们对控制质量的影响。 ①比例——比例度是反映比例控制器的比例控制作用强弱的参数。比例度越大，表示比例控制作用越弱。减少比例度，系统的余差越小，最大偏差也越短，系统的稳定程度降低；其过渡过程逐渐以衰减振荡走向临界振荡直至发散振荡。 ②积分控制——积分时间TI表示积分控制作用强弱的参数，积分时间越小，表示积分控制作用越强。积分时间TI的减少，会使系统的稳定性下降，动态性能变差，但能加快消除余差的速度，提高系统的静态准确度，最大偏差减小。 ③微分控制——微分时间TD是表示微分控制作用强弱的一个参数。如微分时间TD越大，表示微分控制作用越强。增加微分时间TD，克服对象的滞后，改善系统的控制质量，提高系统的稳定性，但微分作用不能太大，否则有可能引起系统的高频振荡。 通常在什么场合下选用比例（P），比例积分（PI），比例积分微分（PID）调节规律？ 答案：比例调节规律适用于负载变化较小，纯滞后不太大而工艺要求不高又允许有余差的调节系统。 比例积分调节规律适用于对象调节通道时间常数较小，系统负载变化不大（需要消除干扰引起的余差），纯滞后不大（时间常数不是太大）而被调参数不允许与给定值有偏差的调节系统。 比例积分微分调节规律适用于容量滞后较大，纯滞后不太大，不允许有余差的对象。 有一流量调节系统，信号传输管线很长，因此，系统产生较大的传送滞后。有人设想给调节器后加微分器来改善系统特性，试问这种设想合理否？为什么？若不合理，应采取什么措施合理？ 答案：这种设想不合理，因为信号传送滞后是纯滞后，而微分作用不能克服纯滞后。 解决这一问题合理的措施是采用继动器加在信号传输线之间，以增大信号流速，从而减小传输滞后，改善系统特性。 利用微分作用来克服控制系统的信号传递滞后的设想是否合理与正确？ 答案：这种设想不合理，因为信号传送滞后是纯滞后，而微分作用不能克服纯滞后。合理的措施是采用继动器加在信号传输线之间，以增大信号流速，从而减小传输滞后，改善系统特性。 对PID调节器而言，当积分时间 ，微分时间 时，调节器呈 调节特性。 积分作用的优点是可消除 ，但引入积分作用会使系统 下降。 在PID调节器中，调节器的Kc越大，表示 比例作用（ ），Ti值越大，表示积分作用（ ），Td值越大表示微分作用（ ）。 由于微分调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用主要是用来（）: A. 克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc和纯滞后τ0. B. 克服调节对象的纯滞后τ0. C. 克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc. 定值调节是一种能对（ ）进行补偿的调节系统。 A． 测量与给定之间的偏差 B． 被调量的变化 C． 干扰量的变化