反馈校正与PID控制器课件.ppt

校正装置分类;反馈校正;设G2(s)为不希望有的特性，令H(s)为反馈控制器，则虚线部分传函为：;例1 已知角度控制系统方框图如图所示; ; 例2 已知控制系统方框图如图所示。求放大器增益K1及测速反馈增益K2值，使系统校正后满足下述指标： (1) 稳态速度误差系数Kv=5 s-1; (2) 闭环系统阻尼比ξ=0.5; ;闭环传函为;串联PID控制器;自动控制理论; P调节器可以提高系统开环增益而不影响相位，减少稳态误差，提高系统响应快速性。但会降低系统稳定性，所以很少单独使用。 ;2) PI调节器 PI调节器可以提高系统型号，减小系统的稳态误差。但由于相位裕度有所下降，所以稳定性变差。因此只用于原系统稳定裕度足够大时才被采用。 ;3) PD调节器 PD调节器可以增加系统的相位裕度，提高系统的稳定性；使穿越频率变大，响应速度加快。但高频段抗干扰力减弱。 ;4) PID调节器 通过选择PID各部分的???数，使积分部分发生在系统频率特性的低频段，以提高系统的稳态性能；使微分部分发生在系统频率特性的高频段，以改善系统的动态性能。 ; 一是理论计算设计法：依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。前提：需要精确的系统模型。 二是工程设计法：依据工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。但工程设计法只是PID参数的初步调节！ ; Z-N临界增益法(临界比例法)： 令Ti=∞，Td=0，调节增益K，直至系统出现等幅正弦振荡，记录此时系统的增益值Kc和振荡周期Tc(s)。; 若已知系统传递函数，则可精确计算临界稳定增益Kc和振荡周期Tc。 方法一： Routh判据法 通过Routh判据计算系统临界稳定时的K值和 振荡频率ω，则有 方法二： 幅值裕度法 求取相角为-180o时的频率ωm和系统的幅值 裕度Kg，则有;图6 较理想的阶跃响应